Był na testach w Olympique Lyon, ale ostatecznie, w czerwcu 2009 przeszedł do ukraińskiego Metałurha DonieckТалантливый армянин отправился в МетаДон – football.ua.. Zadebiutował w wygranym 3:0 meczu Ligi Europy z Partyzanem Mińsk i w debiucie od razu strzelił gola. Szybko stał się podstawowym zawodnikiem swojego nowego klubu, koledzy z drużyny wybrali 21-latka na kapitana zespołu. Dzięki dobrym występom w Metałurhu, został także wybrany najlepszym piłkarzem Armenii 2009.
Znów zwrócił na siebie uwagę większych klubów i w sierpniu 2010 został sprzedany do Szachtara DonieckUA-Футбол. „Шахтер” приобрел форварда сборной Армении.UA-Футбол. Генрих Мхитарян подписал пятилетний контракт с донецким „Шахтером”. za 7,5 mln USD. Podpisał 5-letni kontrakt i podobnie jak w poprzednich klubach wybrał koszulkę z numerem 22. W maju 2012, w głosowaniu kibiców na oficjalnej stronie klubu, został wybrany najlepszym zawodnikiem Szachtara. 19 września 2012 strzelił 2 gole w meczu Ligi Mistrzów przeciwko FC Nordsjælland i został pierwszym Ormianinem, który strzelił gola w Lidze Mistrzów. W sezonie 2012/2013 ustanowił nowy rekord goli zdobytych w jednej rundzie, w ukraińskiej Premier-lidze – strzelił ich 25.