Mühlberg, Sohn eines Nürnberger Schuhmachers, studierte ab dem 21. Oktober 1882 an der Akademie der Bildenden Künste in München. Im Laufe seiner Karriere illustrierte er zahlreiche Bücher, darunter Fabeln und Märchen, wie Paul Heys 100 Fabeln für Kinder (1903) und Märchenpostkartenserien wie Tischlein deck dich und Die Sieben Schwaben. Er war auch für seine Bilderzyklen bekannt, die das studentische Leben in schlagenden Verbindungen thematisierten (Couleurbilder).
Zusätzlich schuf Mühlberg beliebte Postkartenserien, die Sagen und historische Romane illustrierten, etwa zur Tristan-Sage und Lichtenstein von Wilhelm Hauff. Er illustrierte Romane von Eugenie Marlitt, wie Das Eulenhaus und Reichsgräfin Gisela, sowie Zeichnungen für die Zeitschriften Die Gartenlaube und Fliegende Blätter.