Ребекка Августа Миллер родилась 15 сентября 1962 года в Роксбери, штат Коннектикут, она дочь драматурга Артура Миллера и австрийского фотографа Инге Морат. Получила образование в Йельском университете, где изучала историю искусств. Ребекка Миллер работала в качестве художника, снималась как актриса в кино, прежде чем переместиться "за камеру" и стать писателем, сценаристом и режиссером. Три ее книги были экранизированы.

С 1996 года замужем за актером Дэниелом Дэй-Льюисом, у них два сына, Ронан (род. 1998) и Кейшел (род. 2002).