Rebé la primera formació musical del seu pare i començà tocant el clarinet i el violí en conjunts instrumentals de la seva ciutat natal. El 1873 fou nomenat clarinetista de l’orquestra de la cort a Meiningen, llavors dirigida per H. von Bülow. Quan el 1891 J. Brahms el sentí en una audició privada a Meiningen, li dedicà les dues sonates, el trio i el quintet per a clarinet, obres que estrenà el mateix Mühlfeld. Fou un clarinetista de molta anomenada arreu d’Europa, i altres compositors a part de Brahms, com G. Jenner, H. Marteau i K. Reinecke, li dedicaren obres per a clarinet. Al llarg de la seva vida fou distingit amb diverses condecoracions.