在2013年7月，多特蒙德足球俱乐部与姆希塔良签下了一份价值2500万欧元的转会合同。这位中场球员很快成为了多特蒙德队伍的核心力量，在欧冠和德甲比赛中共出场19次，攻入4球并提供5次助攻。他的表现帮助多特蒙德从死亡之组中脱颖而出。在2014年的德国超级杯上，他还以2-0击败拜仁慕尼黑的成绩赢得了冠军，这也是多特蒙德连续两年的超级杯夺冠。
接下来，姆希塔良在2015-16赛季继续保持着稳定的状态。在整个赛季中，他为多特蒙德出场51次，打进23球，并有32次助攻，其中在德甲联赛中他贡献了11个进球和15次助攻，使他成为当届 德甲联赛的最佳助攻者。
然而，在2016年7月6日，曼彻斯特联宣布以高价从多特蒙德签下了姆希塔良。他表示自己非常自豪能够加入曼联，并感谢俱乐部对自己的信任。随后，在对阵莱斯特城比赛中的个人秀进球被评为曼联3月最美妙的一记进球，这也是他第三个月获得这一荣誉。
一年后的2018年1月23日，姆希塔良再一次转会至阿森纳足球俱乐部。他不仅在亚美尼亚国家队取得了显著成就，还连续七年获得亚美尼亚足球先生称号。此外，他还曾两度被选为阿森纳三月最佳球员。
最后，在2019年9月2日，姆希塔良租借加盟意甲的罗马足球俱乐部，其租借合同包含1500万欧元买断条款。2020年1月5日，在意甲第18轮罗马对阵都灵的比赛中，由于左大腿股直肌受伤，他不得不退出了比赛。
