La stagione per il Bayern inizia con la sconfitta in Supercoppa di Germania contro l'RB Lipsia per 3-0, ma i bavaresi esordiscono molto bene in Bundesliga, battendo per 4-0 il Werder Brema. Nella prima parte del campionato vinceranno tutte le partite tranne tre, di cui due pareggiate contro il Bayer Leverkusen e lo stesso Lipsia e una persa per 5-1 contro l'Eintracht Francoforte, mentre Kane si rivela decisivo, con 18 reti in 16 giornate di campionato e 4 in UEFA Champions League. Malgrado il grande passo tenuto dal club bavarese, è il Bayer Leverkusen, imbattuto dall'inizio della stagione, la squadra campione d'inverno.
Dopo aver agevolmente superato il primo turno della coppa nazionale (4-0 contro il Preußen Münster), il Bayern cade a sorpresa al secondo turno contro il Saarbrücken, perdendo per 2-1. Va molto meglio, invece, in Champions, dove la squadra affronta nel gruppo A gli inglesi del Manchester Utd, i turchi del Galatasaray e i danesi del Copenaghen. Dopo la vittoria per 4-3 in casa dello United, i bavaresi concludono il girone al primo posto da imbattuti, con un pareggio a reti bianche contro il Copenaghen, compagine che li accompagna da qualificata agli ottavi di finale.
Nel mercato invernale il Bayern acquista un altro calciatore del Tottenham, Eric Dier, e inizia il nuovo anno vincendo contro l'Hoffenheim in campionato, chiudendo così il girone d'andata. Il cammino, tuttavia, viene ostacolato da una sconfitta contro il Werder Brema e, soprattutto, da tre sconfitte di fila, che mettono in pericolo non solo la panchina di Tuchel, ma anche le speranze dei bavaresi di difendere un titolo che hanno conseguito per undici anni di fila: prima il Bayer Leverkusen, ancora capolista imbattuto, sconfigge i bavaresi per 3-0, poi la Lazio li batte per 1-0 nell'andata degli ottavi di Champions e infine il Bochum vince in rimonta per 3-2.
Nel ritorno degli ottavi di Champions il Bayern ribalta la sconfitta contro la Lazio vincendo per 3-0 e passando così ai quarti, nella cui gara d'andata pareggia per 2-2 in casa dell'Arsenal. Sconfitto per 2-0 nel Klassiker di ritorno contro il Borussia Dortmund, il club di Monaco di Baviera viene clamorosamente battuto in rimonta per 3-2 dalla neopromossa Heidenheim, sicché, nonostante la vittoria interna per 2-0 contro il Colonia, i campioni in carica della Germania devono abdicare dalla lotta per il titolo, vinto dal Bayer Leverkusen per la prima volta e con cinque giornate di anticipo. Gli uomini di Tuchel si consolano in parte con la vittoria per 1-0 nella gara di ritorno dei quarti di finale di Champions, in casa contro l'Arsenal, ma il percorso nella massima competizione europea si interrompe nella semifinale contro il Real Madrid. Dopo il pari per 2-2 all'andata in casa, il Bayern perde per 2-1 in trasferta: per la prima volta dal 2011-2012 il club bavarese conclude dunque una stagione senza vincere neanche un titolo. Nella giornata finale di campionato i bavaresi perdono di nuovo in rimonta, stavolta per 4-2 contro l'Hoffenheim, e concludono il campionato al terzo posto, scavalcati anche dallo Stoccarda.
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