Джонни Ли Миллер родился 15 ноября 1972 года в Кингстон-апон-Темсе, Великобритания. Его мама, Анна Ли – была театральным продюсером и актрисой, отец – Алан Миллер – был театральным актером, а позже стал режиссером на канале BBC.

Учился Джонни в школе для мальчиков Тиффин, где он получил свой первый актерский опыт, он сыграл в школьном мюзикле «The Ragged Child».

В 1989 году Джонни бросил школу ради актерской карьеры. Тогда же он получил роль в сериале «Жители Ист-Энда» (1985-…).

Затем он получил роли в телефильмах «Dead Romantic» (1992), «Главный подозреваемый 3» (1993), «Плохая компания» (1993), «Olly's Prison» (2003) и «Meat» (1994).

В 1995 году Джонни сыграл свою первую значимую роль. Он исполнил роль Дейда в фильме «Хакеры», в котором также снялись Анджелина Джоли, Джесси Брэдфорд и Мэттью Лиллард.

В 1996 году Миллер вместе с Юэном МакГрегором снялся в фильме «На игле», снятом по мотивам романа Ирвина Уэлша.

В 1997 году Джонни вместе со своими друзьями Юэном МакГрегором и Джудом Лоу основал кинокомпанию «Natural Nylon», которая просуществовала до 2004 года.

Также в 1997 году Миллер снялся в фильмах «На закате» и «Возрождение».

В 2000 году Джонни получил роли в трех фильмах, «Лондонские псы» с Джудом Лоу, «Соучастники» с Кили Хоуз и «Дракула 2000» с Джерардом Батлером, Кристофером Пламмером, Омаром Эппсом и Дженнифер Эспозито.

Затем Миллер получил роли в таких фильмах как «Мститель» (2002), «Охотники за разумом» (2004), «Эон Флакс» (2005) и «Летучий шотландец» (2006).

В том же 2006 году Джонни получил роль в американском сериале «Воры Экстра класса» (2006-2007), который был очень популярным в США.

В 2008-2009 годах Миллер снимался в главной роли в сериале «Элай Стоун».

Также в 2009 году Джонни снимался в мини-сериале «Эмма» и фильме «Конец игры».

В 2010 году Джонни снялся в пятом сезоне сериала «Декстер», а также пробовался на главную роль в сериале «Ходячие мертвецы», но роль досталась Эндрю Линкольну.

В 2011 году Джонни вместе с Бенедиктом Камбербэтчем принял участие в спектакле «Франкенштейн», поставленного на сцене Лондонского королевского театра.

В 2012 году Миллер снялся в фильмах «Мрачные тени» и «Византия», а также в сериале «Элементарно», где он играет Шерлока Холмса, перенесённого из романов Артура Конана Дойля в Нью-Йорк XXI века.