Muehlleg avait toujours rêvé de s’imposer au sommet de sa génération du ski de fond. Barré par plusieurs compatriotes, en indélicatesse avec sa Fédération, il quitte l’Allemagne pour s’établir en Espagne et prend la nationalité. Il parvient à se hisser parmi les meilleurs au début des années 2000. En effet, après plusieurs saisons blanches, il avait fini par remporter un titre mondial sur 50 Km avant son avènement olympique.

C’est ainsi qu’à l’occasion des Jeux de Salt Lake City 2002, il remporte trois titres olympiques sur 50 Km, 30 Km libre et en poursuite (10 Km classique et 10 Km libre). Malheureusement pour lui sa gloire sera de courte durée.

Au lendemain de sa victoire sur 50 Km, il est révélé que le contrôle antidopage à la darbépoétine est positif. Il gardera deux médailles acquises avec un test négatif et devra rendre la troisième au russe Mikhaïl Ivanov.

Choisi comme porte-drapeau de la délégation espagnole lors de la cérémonie de clôture, il devra y renoncer et quitter immédiatement l’Utah.

Finalement Muehlleg ne gardera pas ses deux médailles impies. Le Tribunal Arbitral du sport (TAS) décide de lui retirer deux ans après les Jeux considérant qu’elle avait été obtenue indûment.

Il s’est retiré du sport de compétition juste après Salt Lake City avant d’émigrer au Brésil où il y s’occuperait d’immobilier.