Miller comenzó a entrenar las artes marciales mixtas en 2005, cuando comenzó a entrenar en el Planet Jiu Jitsu (Sparta NJ) con su hermano Dan Miller.

[1]​ En la actualidad es cinturón negro en Jiu-Jitsu Brasileño bajo Jamie Cruz.

Miller se enfrentó a Matt Wiman en UFC: Fight for the Troops.

Miller dominó a Wiman durante las tres rondas ganando por decisión unánime (30-27, 30-27, 30-26).

Miller se enfrentó a Gray Maynard en UFC 96.

En UFC 100, Miller ganó por decisión unánime al ganador de TUF Mac Danzig.

Miller se enfrentó al debutante en UFC Steve López quien intervino para reemplazar a Thiago Tavares.

Miller ganó después de que López se lesionara el hombro en la segunda ronda.

Su siguiente pelea sería contra Duane Ludwig en UFC 108.

[2]​ En UFC 111 Miller se enfrentó a Marck Bocek.

[3]​ Después de tres rondas muy reñidas, Miller obtuvo la victoria por decisión unánime.

Miller se enfrentó a Gleison Tibau en UFC Fight Night 22.

Su siguiente rival sería Melvin Guillard en el evento principal de UFC on FX 1.

[9]​ Diaz derrotó a Miller por sumisión (por primera vez en su carrera profesional) de guillotina en la segunda ronda.

[14]​ El par estaba programado para enfrentarse inicialmente en 2008 en IFL 22 pero la pelea fue cancelada luego de que Camões fuera forzado a retirarse de la pelea por una lesión.

[16]​ Sin embargo, en la semana antes del evento, Green se retiró de la pelea por una lesión y fue reemplazado por Yancy Medeiros.

[21]​ Sin embargo, Felder fue forzado a retirarse de la pelea por una lesión en la rodilla y fue reemplazado por Beneil Dariush.

Como resultado, Alves fue multado con un 20% de su bolsa, que fue hacia Miller.

Miller se convirtió en el primer peleador de UFC en tener 30 peleas en la organización y ganar 17 peleas en su división de peso ligero.

[69]​ Sin embargo, Miller dio positivo por COVID-19 y se retiró del evento.

[75]​ Miller ganó la pelea por TKO en el segundo asalto.

[78]​ La semana antes del evento, Green fue forzado a retirarse de la pelea y Miller fue programado para una revancha en peso wélter contra Donald Cerrone.

[79]​ Miller ganó la pelea por sumisión en el segundo asalto.

[82]​ Sin embargo, Benítez se retiró de la pelea por razones no reveladas y fue reemplazado por Alexander Hernandez.

[85]​ Sin embargo, Klein se retiró de la pelea por una lesión y fue reemplazado por Jared Gordon.

Más tarde, Gordon fue retirado de la pelea en la semana del evento luego de no ser declarado médicamente apto y fue reemplazado por el debutante Jesse Butler.