Mueller trabalhava em um serviço de ajuda humanitária estadunidense até 2013, quando foi sequestrada.
Anteriormente, houve informações dizendo que ela teria sido morta durante um bombardeio por forças da coalizão antiterrorista.
A Casa Branca emitiu um comunicado condenando a execução da mulher.
"The United States will find and bring to justice the terrorists who are responsible for Kayla’s…death." —Obama pic.twitter.com/bqnFABLJcn
— The White House (@WhiteHouse) 10 февраля 2015
Mueller tinha viajado para a Síria para ajudar aos refugiados da guerra civil. Trabalhou para os grupos de ajuda humanitária Support to Life (Suporte à Vida) e a seção espanhola dos Médicos Sem Fronteiras.
"Estando viva, eu não permitirei que todo esse sofrimento seja normal, algo que a gente simplesmente aceita", disse Mueller um pouco antes de ser sequestrada.
Segundo várias fontes, o Estado Islâmico tinha exigido 6,6 milhões de dólares como condição da sua libertação.