Tras el estallido de la Segunda Guerra Mundial y la entrada de Japón en la guerra su familia se mudó en 1941 a Sídney, Australia donde cambiaron su apellido a “Miller”.
En aquella época se creía que el timo era un órgano vestigial sin función, pero Miller descubrió que es un órgano vital cuyas funciones son claves en el sistema inmunitario adaptativo, pues aquellos animales que nacían sin él eran incapaces de general rechazo a tejidos ajenos y de resistir muchas infecciones.
En 1966, Miller regresó a Australia para liderar un equipo investigador del The Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research (WEHI) en Melbourne tras ser invitado por su nuevo director, Sir Gustav Nossal, que había sucedido a Sir Macfarlane Burnet.
Su trabajo también mostró que el timo produce los linfocitos T y elimina los autoreactivos entre otros hallazgos en inmunología que se consideran crucuales para entender enfermedades como el cáncer, las enfermedades autoinmunes o el sida así como el rechazo, la alergia o la inmunidad antiviral.
Miller se halla semirretirado desde 1996 pero todavía trabaja varios días a la semana en el WEHI.