Nasceu em Chipping Norton, Oxfordshire, na Inglaterra, dia 2 de Junho de 1972; filho de Roxann, professora de educação especial e Wentworth Earl Miller II, advogado e professor. Seu pai, que tinha uma bolsa de estudos na faculdade de Oxford, estava estudando quando Miller nasceu. Miller revelou que seu pai é de descendência Afro-americana, Jamaicana, Inglesa, Alemã e Judia; e sua mãe é de descendência Russa, Holandesa, Francesa, Síria e Libanesa.
