È divenuto noto per aver diretto la tetralogia dei film Mad Max. Nel 2007 Miller ha vinto il Premio Oscar per il miglior film d'animazione per Happy Feet. È stato nominato per altri cinque premi Oscar: quello per la migliore sceneggiatura originale nel 1992 per L'olio di Lorenzo, quelli per il miglior film e la migliore sceneggiatura non originale nel 1995 per Babe, maialino coraggioso e per il miglior film e la miglior regia nel 2016 per Mad Max: Fury Road.