2013年7月，多特蒙德足球俱乐部宣布与姆希塔良签订合同，并支付了2500万欧元的转会费。随后，姆希塔良迅速成为多特蒙德的主力前腰，在欧冠和德甲中出场19次，打进4球并提供5次助攻，为球队在欧冠死亡之组中的成功突围做出了贡献。此外，他还帮助球队在2014年德国超级杯中击败拜仁慕尼黑，赢得了冠军头衔。
2015-16赛季，姆希塔良继续维持着稳定的表现。在整个赛季中，他代表多特蒙德出场51次，打入23个进球并提供32次助攻，其中在德甲联赛中取得了11个进球和15次助攻，使他成为该赛季的 德甲联赛助攻王。
然而，在2016年7月6日，曼彻斯特联足球俱乐部宣布从多特蒙德签下姆希塔良，这是他加入曼联的一个重要里程碑。他表示自己非常自豪能够加入曼联，并感谢俱乐部和教练穆里尼奥对他的信任。进入曼联后不久，他就开始展现自己的价值，并且连续获得三月份最佳进球奖项。
尽管如此，在2018年1月23日，姆希塔良再次变换阵营，从曼聯转会至阿森纳足球俱乐部。在新团队中，他很快就获得了荣誉，比如当选为亚美尼亚足球先生，以及两度当选为阿森纳三月份最佳球员。
最后，在2019年9月2日，加盟罗马足球俱乐部后的姆希塔良也未能避免受伤。在2020年1月5日的一场意甲比赛中，他左大腿股直肌受伤，这让他的职业生涯又一次面临新的挑战。
