Finito il periodo pesarese, Müller approda nel 1989 al Festival di Rotterdam che dirige per due anni. Nel 1991 prende in mano il Festival di Locarno per quella che sarà la sua esperienza professionale più nota e conosciuta. Nei dieci anni di guida del festival svizzero Müller ha fatto diventare la manifestazione elvetica uno dei principali appuntamenti nel panorama festivaliero internazionale. Per tutti gli anni novanta nel mondo del cinema il binomio Locarno - Muller è stato sinonimo di qualità, tradizione e sperimentazione. Il Festival svizzero è senza dubbio diventato la principale manifestazione cinematografica europea dopo i festival più antichi e classici di Cannes, Venezia e Berlino. E se nell'opinione di molti Locarno ha superato più di una volta il Festival di Berlino, anche Venezia si è spesso vista minacciata nella sua posizione da questo piccolo ma agguerrito festival. Da un punto di vista strettamente numerico in questi dieci anni il pubblico è aumentato di settantamila presenze e i giornalisti accreditati sono passati da 1500 a 4000. Ma è soprattutto grazie al suo progetto di Festival che Locarno si è imposto sulla scena europea di quegli anni. Un Festival capace di essere un ponte tra cinematografie sconosciute e l'occidente. A Locarno ha debuttato, tra gli altri, Shamira Makhmalbaf con La Mela, prima di lei ha partecipato al Festival il padre, Mohsen Makhmalbaf, e tutto il cinema iraniano deve buona parte della propria fortuna internazionale alla visibilità avuta grazie a Locarno. Qui hanno trovato un trampolino di lancio alcuni dei principali autori dell'estremo oriente, da Shinji Tsukamoto che presentò qui il suo Tokio Fist a Wong Kar Wai e Clara Law, che si aggiudicò il Pardo D'Oro nel 1992. Ma Locarno è stato anche un palcoscenico per i nuovi autori del cinema occidentale, da Tarantino a Buz Luhrmann. A Locarno sono passati a inizio carriera Greg Araki e Atom Egoyan, che qui ha presentato il suo Exotica. Ma Locarno sotto la direzione di Marco Muller è stata anche il recupero della tradizione, la rilettura dei classici e la scoperta di nuove scuole cinematografiche con retrospettive che spaziavano dal cinema sovietico fino a Joe Dante, Mario Bava e Jan Svankmajer. Tutto questo senza dimenticare il mercato, giocandoci e usandolo per lanciare tutta la struttura festivaliera: Muller è spesso riuscito a scippare a Venezia anteprime come Men in Black e X-Men. E non è mancato il coraggio al Festival di Locarno, quando nel 2000 è riuscito a contrabbandare illegalmente una copia del film Baba di Shou Wang, film proibito e bloccato in Cina, e film che vinse quell'anno il Pardo d'Oro.

Finita l'esperienza al Festival di Locarno Marco Müller ha deciso di saltare la barricata per impegnare direttamente nella produzione cinematografica, guidando il settore cinema di Fabrica. Attraverso il braccio culturale del gruppo Benetton Marco Müller è riuscito ad imporsi ai principali festival europei e agli Oscar. La chiave produttive di Müller è stato riuscire a coniugare coraggio, impegno civile, qualità e le logiche del mercato. Investendo soprattutto su giovani autori e registi sconosciuti i film targati Fabrica - Müller sono riusciti così ad imporsi anche presso il pubblico. Tra i suoi successi ricordiamo: Diciasette anni di Yuan Zhang (premio speciale alla regia di Venezia 1999), Moloch di Alexander Sokurov (miglior sceneggiatura a Cannes 1999), Lavagne di Shamira Makhmalbaf (Premio della Giuria a Cannes 2000), Il Voto è Segreto di Babak Payami (premio speciale alla regia a Venezia 2001) e, soprattutto, No Man's Land di Danis Tanovic (miglior sceneggiatura a Cannes 2001 e Miglior Film Straniero agli Oscar 2002).

Conclusasi la collaborazione con Fabrica Müller ha fondato la propria compagnia di produzione, la Downtown Pictures a Bologna, con la quale ha prodotto Fango, film sulla guerra civile in Spagna, e passato in concorso alla scorsa Mostra del Cinema di Venezia.