Miller era hija del Sr. y la Sra. Robert Stanley Miller y se crio en San Francisco, donde su padre era vendedor de piano. Durante los primeros años de la Segunda Guerra Mundial, trabajó como soldadora en un astillero. Sin embargo, antes de que terminara la guerra, ella había tomado un trabajo como dependienta de una tienda por departamentos, y más tarde como una corista, en la producción de San Francisco de The Folies Bergère de 1944. Esto la llevó a su primer papel como corista en Diamond Horseshoe de 1945.
En 1951, después de varios pequeños papeles en televisión y películas como The Vicious Years (1950), llamó la atención de la productora y directora Ida Lupino y, a través de su influencia, participó en The Big Trees de Warner Brothers, protagonizada junto a Kirk Douglas. Siguieron otros filmes más, como The Winning Team con Ronald Reagan y Kansas Pacific protagonizada por Sterling Hayden. Sin embargo, su trabajo principal se produjo en una larga serie de papeles televisivos que se extendieron hasta la década de 1950.
De tendencia demócrata, apoyó la campaña de Adlai Stevenson durante las elecciones presidenciales de 1952. En 1954, conoció a Glase Lohman, un actor que tuvo una breve carrera en televisión y cine a mediados de la década de 1950, y se comprometieron. El 21 de julio de 1955, después de una discusión entre los dos, Miller intentó suicidarse apuñalándose en el abdomen. Según los periódicos de la época, la policía la descubrió en el piso de su cocina, rodeada de cartas que le había escrito a Lohman . Finalmente, después de cuatro horas de cirugía, se recuperó.
El 17 de agosto de 1973, nueve días después de cumplir 50 años, la actriz Eve Miller se suicidó en Van Nuys, California.[3] Fue enterrada en el cementerio Forest Lawn (Hollywood Hills).