Дмитрий  Миллер собирался стать врачом и после  школы поступил в медицинское училище. Однако после  первого курса его забрали в армию. После армии, окончив медучилище, он стал медбратом.  Четыре года Дмитрий проучился в мединституте на педиатрическом факультете, оставалось два года до получения диплома врача-педиатра.

Однажды он гулял с подругой по Москве, увидел объявление о наборе учеников в театральную студию и  захотел попробовать свои силы. Сцена его полностью захватила,  и он ушел из мединститута, решив поступать в Высшее театральное училище им. Щепкина. Родители были обескуражены, узнав, что он оставил медицину. Сейчас Дмитрий нисколько не жалеет, что не стал врачом, а подался в актеры.

Дмитрий с женой Юлией Деллос  сначала  прожили десять лет в гражданском браке и только потом поженились. Когда Юлия появилась в театральном училище, чтобы взять несколько уроков степа у Дмитрия, он  был «сражен в самое сердце», признается актер. Она показалась ему писаной красавицей в длинном черном пальто, с копной светлых волос, со светящимися голубыми глазами. В общем, говорит Дмитрий, она просто «разбила его сердце с первых минут». Оказалось, что Юлия на тот момент  была не замужем.  Они начали встречаться.

Однажды после спектакля они долго бродили по улицам, и Дмитрий  опоздал на электричку до Мытищ. Пришлось остаться у Юли. Эту ночь он проспал за шкафом, как истинный джентльмен. Однако, вскоре Дмитрий переехал к ней. Юлия познакомила его  со своим сыном Даниилом,  которому тогда  было семь лет.

Дмитрий сразу полюбил Даню как родного и всем говорил, что это его сын. Юлия с Дмитрием поженились только в 2009 году.  Кризисы в их отношениях были, один раз даже расставались, чтобы подумать, стоит ли быть им вместе дальше. Тогда Дмитрий понял, что не может без Юлии. В 2009 году он  сделал ей предложение прямо в лифте. 9 марта 2009 года в Москве сыграли свадьбу в ресторане «Золотое кольцо».

Дмитрий Миллер снялся более чем в 40 картинах, к тому же он работает в театре «На Басманной» и в антрепризах. Впервые он появился в кино в  криминальной драме  «Next»  в роли охранника героя Александра Абдулова, Лавра, потом были еще небольшие роли в «Бальзаковском возрасте, или Все мужики сво...», «Марше Турецкого». В 2007 году в историческом боевике «Слуга государев» Дмитрий Миллер сыграл свою первую главную роль, затем были роли в сериалах «Две судьбы» и  «Черкизона. Одноразовые люди».  Но наибольшую популярность Миллеру принесли главные роли в сериалах «Монтекристо», «Светофор» и «Склифосовский». Не так давно закончился показ четвертого сезона «Склифосовского», где Дмитрию  досталась роль врача-хирурга Пастухова.

Миллер признается, что в их семье нет оголтелой ревности. Юлия с пониманием относится к  работе мужа,  потому что сама является актрисой. К тому же, говорит Дмитрий, Юлия знает, что он ее очень любит, и он знает, что она его тоже.

В сериале «Светофор» Дмитрию Миллеру досталась роль гея. Его герой Эдик ради помощи другу Калачу защитить свою любовь, выдает себя за гея. Гримеры красили ему губы, подводили глаза. В общем, роль для актера стала очень интересной, к тому же гомофобией он не страдает и лояльно относится к людям с другой ориентацией. Дмитрий считает, что не стоит бороться с сексуальными меньшинствами, потому что «борьба не приносит никакого результата, она затягивает нас и уводит от сути».