Mülheim liegt am rechten Rheinufer und ist mit über 43.000 Einwohnern der bevölkerungsreichste Stadtteil Kölns. Er gibt dem Bezirk Mülheim seinen Namen. Auf Kölsch heißt der Ort „Müllem".
Der Name geht auf Mühlen am Strunderbach zurück; die Anfänge reichen ins 9. Jahrhundert. Mülheim gehörte seit dem Mittelalter zum Herzogtum Berg. 1322 verlieh Graf Adolf VI. von Berg dem Ort Freiheitsrechte – daran erinnert bis heute der Straßenzug „Mülheimer Freiheit". Köln betrachtete den aufstrebenden Konkurrenten am anderen Ufer mit Argwohn und ließ die Mülheimer Befestigungen mehrfach schleifen. Erst 1785 erhielt Mülheim das volle Stadtrecht. Im 18. Jahrhundert siedelten sich wohlhabende protestantische Kaufmannsfamilien an, die im katholischen Köln keine Heimat fanden.
Die Industrialisierung machte Mülheim zur Industriestadt: An der Deutz-Mülheimer Straße entstanden bedeutende Werke wie die Drahtseilerei Felten & Guilleaume (Carlswerk). 1914 wurde Mülheim nach Köln eingemeindet. Im Zweiten Weltkrieg wurde der Stadtteil schwer zerstört.
Nach dem Niedergang vieler Fabriken in den 1980er- und 90er-Jahren wandelte sich Mülheim: Auf alten Industrieflächen siedelten sich Medien- und IT-Firmen an. Sehenswert sind die historischen Häuser der Mülheimer Freiheit und der Stadtbrunnen.