Houston doğumlu Mark Miller, New York'taki Amerikan Dramatik Sanatlar Akademisi'nde eğitim gördükten sonra Hollywood'a geldi. 1952'de mezun olduktan sonra oyunlarda rol almaya başladı ve ilk profesyonel çıkışını Rhode Island'da sahnelenen The Philadelphia Story'de yaptı. Oyun yazarı William Inge ile olan dostluğu Miller'ın Bus Stop'ta (film versiyonunda Don Murray tarafından canlandırıldı) ve Joan Blondell'in damadı olarak The Dark at the Top of the Stairs'te ABD ve Kanada turnesinde başrolü almasıyla sonuçlandı. Turne Los Angeles'taki tarihi Biltmore Hotel'de sona erdi. Oradayken, Miller'a Desi Arnaz tarafından yaklaşıldı ve Desilu yapımı bir sitcom olan Guestward Ho! (1960)'da oynaması için (seçmelere katılmadan!) mevcut maaşının iki katı teklif edildi. Dizi bir sezon sonra yayından kaldırıldı ama Miller'ın televizyonda aranan bir başrol ve yardımcı oyuncu olarak kariyerini başlatmış oldu. Muhtemelen, en iyi hatırlanan rolü Please Don't Eat the Daisies'deki (1965) İngiliz üniversite profesörü Jim Nash'tir; bu durum komedisi, şirin bir kule malikanede yaşayan yüksek bakımlı bir banliyö ailesinin (büyük bir çoban köpeği de dahil olmak üzere) genellikle karmakarışık hayatı etrafında dönüyordu. Nash'in ev işlerinden nefret eden, kazaya eğilimli gazete köşe yazarı eşi rolünde büyüleyici Pat Crowley vardı. Miller, Gunsmoke (1955), Alacakaranlık Kuşağı (1959), The Invaders (1967), I Dream of Jeannie (1965), The Name of the Game (1968) ve San Francisco Sokakları (1972) gibi birçok prime time dizisinde konuk oyuncu olarak yer aldı.1966'dan itibaren TV senaryoları yazmaya başlayan Miller, Keanu Reeves'in romantik komedisi Bulutların Ötesi'nin (1995) senaryosunu da yazdı. 2010 yılında romantik komedi oyunu Amorous Crossings'i yazdı. Başrolünde Loretta Swit'in (M*A*S*H (1972) ile ünlenen) oynadığı oyun Jacksonville, Florida'daki Alhambra Tiyatrosu'nda dört hafta boyunca kapalı gişe oynadı. Bir eleştirmen Amorous Crossings'i 1930'ların screwball komedisine benzeyen nostaljik bir 'throwback' olarak tanımladı ve "zekice yazılmış, ustaca oynanmış" olarak övdü.Miller'ın ilk eşi Beatrice Miller, eski bir kostüm tasarımcısı, LA Times gazetecisi, M-G-M reklamcısı ve Harper's Bazaar editörüydü. 1986 yılında sertifikalı bir Yoga eğitmeni oldu. Birlikteliklerinden hepsi oyuncu ve/veya model olan üç kızları dünyaya geldi: Penelope Ann Miller, Marisa Miller ve Savannah Miller. İkinci eşi (o da boşandı) televizyon oyuncusu Barbara Stanger'dı.