Großmühlingen führt in seinem Wappen den alten Mühlinger Adler der Grafen von Barby und Mühlingen. Dieser Adler war ursprünglich silbern auf rotem Schild. Nach Aussterben des gräflichen Geschlechts im Jahre 1659 durch Ableben des letzten Grafen von Barby und Mühlingen aus dem Hause Arnstein kam Mühlingen an das Fürstentum Anhalt-Zerbst, später zum Herzogtum Anhalt. Der Adler, im Feld 10 des Anhaltinischen Landeswappen blieb silbern, jedoch linksgewendet auf blauem Schild. Diese seit über 300 Jahren gebräuchliche Wappendarstellung und Tingierung wurde übernommen.
Die Blasionierung des neuen Wappens lautet: In Blau ein silberner linksgewendeter Adler mit goldener Bewehrung und roter Zunge.