Den nye kontrakt holder Muniain på San Mames indtil 2019.
Den 22-årige offensivspiller skrev under på en ny kontrakt blot et år siden, hvor han skrev kontrakt til 2017 og fik en frikøbsklausul på €37,5 millioner.
Muniain - der i løbet af flere sæsoner er rygtet i forbindelse med blandt andet Manchester United - bliver nu i Athletic yderligere to år. Desuden stiger frikøbsklausulen til €45 millioner.
Bilbao-spilleren står noteret for en enkelt landskamp, og den versatile angriber missede afslutningen på sæsonen i La Liga med en seriøs knæskade.
Efter gennemført operation forventes han ny at være tilbage ved årsskiftet.