Jest australijskim filmowcem. W ciągu czterech dekad odniósł sukces krytyczny i popularny, tworząc serię Mad Max, która rozpoczęła się w 1979 roku, a dwa z filmów zostały okrzyknięte dwoma z najlepszych filmów akcji wszechczasów. Zdobył także liczne wyróżnienia, w tym Oscara, Nagrodę Brytyjskiej Akademii Filmowej i Złoty Glob.
Miller zyskał rozgłos reżyserując dystopijne filmy przygodowe akcji Mad Max (1979), Mad Max 2 (1981) i Mad Max Beyond Thunderdome (1985). Następnie wyreżyserował mroczną komedię fantasy Czarownice z Eastwick (1987) oraz biograficzny dramat medyczny Lorenzo's Oil (1992), którego był także współautorem, zdobywając nominację do Oscara za najlepszy scenariusz oryginalny. Wyprodukował i współtworzył familijny film Babe (1995), który otrzymał nominację do Oscara za najlepszy scenariusz adaptowany, a następnie wyreżyserował sequel Babe: Pig in the City (1998).
Zdobył Oscara dla najlepszego filmu animowanego za Happy Feet (2006) i wyreżyserował jego sequel Happy Feet Two (2011). Powrócił do Mad Maxa, reżyserując uznany przez krytyków sequel Mad Max: Fury Road (2015), który zdobył sześć Oscarów, a Miller otrzymał nominację do Oscara dla najlepszego reżysera. Następnie wyreżyserował prequel filmu Furiosa: A Mad Max Saga (2024).
Wykształcony w dziedzinie medycyny na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii, Miller pracował jako lekarz przez kilka lat, zanim wszedł do branży filmowej na pełny etat. Jest współzałożycielem domów produkcyjnych Kennedy Miller Mitchell, wcześniej znanego jako Kennedy Miller, oraz Dr. D Studios. Od śmierci jego partnera producenckiego Byrona Kennedy'ego, jego młodszy brat Bill Miller i Doug Mitchell produkowali jego późniejsze filmy.