Trabajó junto con su padre e intentó dedicarse al football y a la agricultura; pero su sueño era convertirse en marino.
En enero de 1940 fue destinado al USS West Virginia, donde pronto destacó como boxeador nato.
El 7 de diciembre de 1941, durante el ataque de los japoneses a Pearl Harbor, su puesto fue conmocionado por un torpedo y sus sirvientes puestos fuera de combate, Miller cogió un arma antiaérea que no se estaba usando (no estaba entrenado para usarla) y con ella derribó dos aviones japoneses acreditados demostrando una asombrosa puntería.
[2] En 1973, una fragata de los Estados Unidos llevó su apellido, el USS Miller y en 2001, en la película Pearl Harbor, el actor afroamericano, Cuba Gooding Jr.
También llevará su nombre el futuro portaviones Doris Miller, que será operativo en torno a 2030.