Heiner Müller-Krumbhaar studierte an der Technischen Universität München und wurde 1964 Mitglied des Corps Isaria.[1] 1970 machte er sein Diplom und 1973 promovierte er zum Dr. rer. nat.. Nach Postdoc-Aufenthalten u.a. am IBM Forschungslaboratorium Zürich (1973) und an der Carnegie-Mellon University in Pittsburgh (1976) wurde er 1978 auf eine Professur in Theoretischer Physik an die Universität Hannover berufen. Seit 1981 ist er Institutsdirektor am Forschungszentrum Jülich (Institut III für Festkörperforschung), wo er schon als Post-Doc 1974 war, und gleichzeitig Professor an der RWTH Aachen. Seit 2006 ist er Forschungsdirektor für Physik am Forschungszentrum Jülich. 2008 gründete er die German Research School for Simulation Sciences des Forschungszentrums Jülich und der RWTH Aachen, deren Präsident er ist.
Sein Hauptforschungsgebiet ist die Theorie der Keimbildung und Musterbildung bei dendritischem Wachstum sowie Computersimulation (z.B. Monte-Carlo-Verfahren) von Modellen der statistischen Mechanik, wo er schon Anfang der 1970er Jahren mit Kurt Binder zusammenarbeitete.
Für seine hervorragenden wissenschaftlichen Arbeiten erhielt er u. a. 1979 den Walter-Schottky-Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG). 1997 wurde er Vorsitzender der Sektion Dynamik und Statistische Physik der DPG und 1998 Vorsitzender der Kommission für Schulphysik von Nordrhein-Westfalen. Seit 2003 ist er Sprecher des Forschungsprogramms Kondensierte Materie der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. Seit 2007 ist er Mitglied des Planungskomitees für massives numerisches Rechnen beim französischen Unterrichts- und Forschungsministerium.
Er hatte und hat verschiedene wichtige Funktionen in der DPG inne: Beispielsweise war er im Jahre 2000 Gesamtkoordinator des Jahres der Physik in Deutschland und 2002 Vorstandsmitglied der DPG (für Öffentlichkeitsarbeit). Seit 2001 ist er Herausgeber der Zeitschrift Europhysics Letters.
2002 wurde sein Engagement für die Physik als Kultur- und Bildungsgut mit dem Verdienstkreuz am Bande des Verdienstordens der Bundesrepublik Deutschland ausgezeichnet. Seit 2002 ist er Mitglied in der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina.