Mühlau war bereits in der späten Bronzezeit besiedelt, was durch Gräberfunde belegt ist. Der Name leitet sich von den vielen Mühlen ab, die jahrhundertelang an dem gleichnamigen Bach betrieben wurden. Es ist das erste der sogenannten MARTHA-Dörfer, an der alten Dörferstraße von Innsbruck nach Hall gelegen.
Zu den ältesten Bauten zählt der Ansitz Sternbach, dessen berühmteste Bewohnerin Baronin von Sternbach war, die als Pfeife rauchende Unterstützerin der Tiroler Freiheitskämpfer in die Geschichte eingegangen ist.
Der große österreichische Dichter Georg Trakl und Ludwig von Ficker, Schriftsteller und Trakl-Förderer, sind übrigens beide am Mühlauer Friedhof begraben.