A színész az angliai Oxfordshire-ben született, a családi hagyomány okán immár harmadikként kapta meg a Wentworth nevet. Fehér anyától és fekete apától származik, ősei között pedig olyan népcsoportok képviselői is előfordulnak, mint jamaikai, cherokee, libanoni vagy szír. Apja ügyvéd és tanár volt, de Miller más módon is kötődik a fekete értelmiséghez: állítólag leszármazottja dr. Green Ford Pinksonnak is, aki az egyik első színesbőrű orvos volt Tennessee államban.
A család New Yorkba költözött, amikor Miller egyéves volt, így ő már amerikaiként nőtt fel. Ifjúkorában, úgy tűnik, inkább a zene érdekelte a színészet helyett: gimnazistaként beszállt az iskolája által elindított SING!-be, amely egy középiskolai produkciókat összefogó zenei fesztivál. Ezután a Princeton egyetemre került (ahol egyébként angol irodalomból szerzett diplomát), és csatlakozott a nemzetközi színtéren is ismert a capella csoporthoz, a Princeton Tigertoneshoz - itt kapta becenevét is, az együttesen belül Stinkynek hívták.
Miller 1995-ben ment Los Angelesbe, ahol először tévéfilmek gyártásában segédkezett. Három év múlva színészként is kipróbálta magát, első szerepét a Buffy, a vámpírok réme egyik epizódjában kapta, ahol a Sunnydale gimnázium úszócsapatának tagját alakította. Ezután több tévés produkcióban kapott vendégszerepeket, feltűnt a Vészhelyzet, az Isteni sugallat és a Szellemekkel suttogó egy-két részében. Nagyobb alakításra elsőként a 2002-es Dinotópia - Őslények szigete című minisorozatban nyílt lehetősége.
Kevés filmje közül legismertebb talán a vámpíros Underworld, melyben Görög Zitát is láthattuk - a legkiemelkedőbb azonban kétségkívül a kevésbé ismert Szégyenfolt. Miller itt az Anthony Hopkins által játszott karakter fiatalkori megfelelőjét alakítja, némi önéletrajzi utalással megspékelve. A Philip Roth regényéből készült film ugyanis egy fehér néger történetét mutatja be, aki olyannyira titkolja afroamerikai származását, hogy időközben rasszistává válik.
A korábbi ilyen-olyan szerepek után Miller kétségkívül A szökés-sel tett szert igazi népszerűségre és világhírre. A börtönös sorozatban nyújtott alakítását a szakma is elismeri, 2006-ban Golden Globe-ra és Saturn-díjra is jelölték - utóbbit a sci-fi, fantasy és horrorfilmek akadémiája ítéli oda, így még nagyobb megtiszteltetésnek számít, ha egy nem ezekben a műfajokban domborító színészt neveznek meg az egyik legjobbnak.
Miller a We Belong Together című Mariah Carey-klipben:
A szökés ezenkívül mást is adott Millernek: a pilot epizód rendezője és számos rész producere, Brett Ratner ugyanis közvetlenül a sorozat indulása előtt ajánlotta őt Mariah Careynek, aki épp egy készülő videóklipjéhez keresett megfelelő színészt. Az énekesnő már csak a fénykép alapján rábólintott Millerre, aki aztán az It's Like That és a We Belong Together című dalokhoz készített kisfilmekben is szerepel. A színészre óriási hatással volt a forgatás: "Mariah egy világhírű ikon. A két nap, ami alatt a videóin dolgoztam vele, többet adott a karrieremnek, mint bármi más, amit A szökés előtt csináltam. Hálás vagyok a lehetőségért" - fogalmazott.
Millernek azonban így is maradt még legalább egy megvalósulatlan szerepálma: több helyütt említette már, hogy legszívesebben Zod tábornokot játszaná el a Superman-ből - őt a hetvenes, nyolcvanas évek Superman-filmjeiben Terence Stamp alakította. Miller egyébként is rajong a fantasztikus történetekért, kedvenc írója például Stephen King.