Tras viajar por Sevilla, Cádiz y Gibraltar se embarcó en este último puerto para el Nuevo Mundo.

Durante este periodo, el almirante Miller, enarboló en la ciudad de Tacna una bandera que buscó reunir a los peruanos independientes.

Algunos autores consideran a esta enseña como la primera bandera del Perú aunque hay una controversia al respecto.

En 1828 por intermedio de su hermano John Miller publica en Londres la obra "Memorias del General Miller, al servicio de la República del Perú", publicación que tuvo gran acogida en las principales editoriales inglesas.

En 1835 se vio envuelto en la guerra entre Andrés de Santa Cruz y Felipe Santiago Salaverry apoyando al primero en su proyecto confederacionista pero tras la derrota y fusilamiento de Salaverry, por quien Miller había intercedido para que le fuera perdonada la vida, se exilió del escenario político y militar no tomando parte de la guerra entre la Confederación Perú-Boliviana con Chile, la Confederación Argentina y los restauradores peruanos.

Pasó sus últimos años en Perú hasta que sintiendo la proximidad de su muerte solicitó ser llevado a un buque británico que se encontraba frente al Callao donde falleció poco después a la edad de 66 años.