מילר נולד באוקספורדשייר, אנגליה, להורים אמריקאים. משפחת אביו ממוצא אפרו-אמריקאי ואפרו-ג'מייקני.[1] כאשר היה בן שנה עברה משפחתו עמו לברוקלין, ניו יורק. אביו, ונטוורת' ארל מילר השני, הוא עורך דין ואמו, רוקסאן (לבית פאלם), היא מורה לחינוך מיוחד. לו שתי אחיות צעירות.
שלוש שנות התיכון הראשונות של מילר היו בבית הספר "מידווד" שבברוקלין. לאחר מכן עבר לבית הספר "קוואקר וואלי סיניור" בסוויקלי שבפנסילבניה, שם סיים את לימודיו בשנת 1990. בשנת 1995 סיים את לימודיו לתואר בספרות באוניברסיטת פרינסטון. בזמן שהותו בפרינסטון הופיע ברחבי העולם במסגרת הופעות זמרה עם המקהלה המקומית בפרינסטון (The Princeton Tigertones). מאוחר יותר עבר ללוס אנג'לס שבקליפורניה, בתקווה לפתח קריירת משחק. הוא התפרנס מספר שנים בעבודות מאחורי הקלעים, לפני שנבחן ברצינות לתפקידי משחק.
קריירה
בתפקידו הראשון גילם מילר את דייוויד הרגיש, במיני-סדרה של ABC שנקראה "דינוטופיה". לאחר שהופיע במספר תפקידי טלוויזיה שוליים, מילר עבר לככב בתפקיד משנה בסרט "הכתם האנושי" שיצא ב-2003, ובו גילם את תפקידו של אנתוני הופקינס כצעיר. בשנת 2005 כיכב מילר בשני קליפים של הזמרת מריה קארי: "It's Like That" ו-"We Belong Together".
בשנים 2005–2017 גילם את מייקל סקופילד, התפקיד הראשי במשך חמש עונות של הסדרה המצליחה של FOX, "נמלטים". דמותו היא מהנדס גאון שהביא לכליאתו כדי להציל את אחיו החף מפשע מהוצאה להורג. על משחקו בסדרה היה מועמד לפרס גלובוס הזהב בקטגוריה "השחקן הטוב ביותר בסדרת דרמה" לשנת 2005.[2]
מילר כתב תסריט לסרט בשם "סטוקר" שיצא לאקרנים ב-2013 (וגם את סרט ההמשך, "הדוד צ'רלי"). הסרט הוא על נערה אשר חייבת להתמודד עם דודה המסתורי בעקבות מותו של אביה. ב-2010 תסריט זה עלה להצבעה ב"רשימה השחורה"- דירוג עשרת התסריטים הטובים ביותר שלא הופקו בהוליווד.[3]
בשנים 2014–2018 מילר השתתף בסדרה "הפלאש" בה גילם את לאונרד סנארט המכונה קפטן קור, אויבו המתוחכם של הפלאש. דמותו היא חלק מצמד טלוויזיוני נוסף לצד דמות שמשחק דומיניק פרסל ("נמלטים"), אך הפעם שניהם נבלים. בשנים 2016–2017, הפכו דמויותיהם לשניים מהתפקידים הראשיים בסדרת הספין אוף, "אגדות המחר".
בשנת 2020, על רקע רמיזות מרשת פוקס על עונה שישית של "נמלטים", הודיע מילר כי לא ישוב לשחק בעונה נוספת של הסדרה משום שמיצה גילום דמויות סטרייטיות.[4]
ב-2007 הכחיש מילר בפני המגזין InStyle שהוא הומו, אך באוגוסט 2013יצא מהארון, לאחר שסירב להזמנה להשתתף בפסטיבל קולנוע בסנקט פטרבורג שברוסיה, בעקבות החקיקה ההומופובית של ממשלת רוסיה. מילר טען: "כהומו, אני חייב לסרב. איני יכול להשתתף במצפון נקי באירוע חגיגי, אותו מארחת מדינה שבה מונעים מאנשים כמוני באופן שיטתי את זכויותיהם הבסיסיות לחיות ולאהוב בגלוי".[5]
ב-2013, בקמפיין לזכויות האדם בסיאטל, וושינגטון, מילר אמר שניסה להתאבד מספר פעמים לפני שיצא מהארון. הוא אמר: "כשמישהו שואל אותי אם זה היה קריאה לעזרה, אני אומר שלא, בגלל שלא אמרתי לאף אחד. קוראים לעזרה רק אם חושבים שיש עזרה לקרוא לה". מילר דיבר על התקופה הקשה בהוליווד כשחקן בארון, ודיבר על איך השתתפותו בפרויקט מאוקיג עזר ללמוד על אחוות אחים ואחיות ועל השתייכות לקהילה.
ב-2016 חשף שהוא התמודד עם דיכאון מאז ילדותו. "זהו מאבק שעולה בזמן, הזדמנויות, מערכות יחסים ואלפי לילות ללא שינה". מילר הגיב לבדיחה על כך שהעלה במשקל ב-2010 בפוסט מרגש שבו אמר שהאוכל היה נחמתו כאשר היה אובדני. בסוף הפוסט הוסיף קישורים לארגונים כגון "הקו הארצי למניעת התאבדות" ו-"Active Minds". ב-17 באוקטובר 2016 ארגון "Active Minds", ארגון צדקה לבריאות הנפש, הכריז שמילר יהיה שגריר של הארגון.
ב-2021 חשף מילר כי הוא אובחן כמי שנמצא על הרצף האוטיסטי.[6]