Orlando Magic (2000-2003)Rediger

Den følgende sommer blev Miller valgt som nummer fem i NBA-draften i 2000 af Orlando Magic. Miller vandt 2001 NBA Rookie of the Year Award, mens han var den eneste førsteårsspiller, der deltog i alle 82 regulære sæsonkampe i 2000-01-sæsonen (han startede 62), hvor han i gennemsnit lavede 11,9 point og 4,0 rebounds pr. kamp, mens han skød 40,7 % fra trepunktsafstanden.

Memphis Grizzlies (2003-2008)Edit

Han blev handlet til Memphis Grizzlies midtvejs i 2002-03 NBA-sæsonen. Han var modtager af prisen som årets sjette mand i NBA i sæsonen 2005-06. Han lavede i gennemsnit 13,7 point 5,4 rebounds 2,7 assists, mens han skød 47 % fra banen og 41 % fra tre point, mens han spillede 30,6 minutter pr. kamp.

Den 3. januar 2007 lavede Miller ni tre point i en sejr over Golden State Warriors og slog dermed Sam Macks Grizzlies-franchiserekord på otte i en kamp, som blev sat i februar 1999. De to foregående kampe havde Miller ramt syv treere. Det gjorde ham til den første NBA-spiller til at ramme mindst syv trepointere i tre kampe i træk, siden Dallas Mavericks’ George McCloud opnåede det i 1996. Miller har Memphis Grizzlies’ franchiserekord for flest scorede point i en enkelt kamp med 45 point den 21. februar 2007 mod Golden State Warriors. Efter NBA-sæsonen 2006-07 blev Miller annonceret som medlem af USA’s basketballlandshold.

Minnesota Timberwolves (2008-2009)Rediger

Den 26. juni 2008 blev Miller, Brian Cardinal, Jason Collins og det 5. valg i NBA-draften 2008, Kevin Love, sendt til Minnesota i bytte for Marko Jarić, Antoine Walker, Greg Buckner og det 3. valg, O. J. Mayo. Miller lavede i gennemsnit 4,5 assists pr. kamp i karrieren, men 9,9 point pr. kamp i karrieren i sin eneste sæson hos Timberwolves.

Washington Wizards (2009-2010)Rediger

Den 23. juni 2009 blev Miller og Randy Foye sendt til Washington Wizards for Oleksiy Pecherov, Etan Thomas, Darius Songaila og det 5. samlede valg i NBA-draften i 2009. Miller pådrog sig en skulderskade og gik glip af et par kampe i begyndelsen af NBA-sæsonen 2009-10. I 54 kampe scorede han i gennemsnit 10,9 point pr. kamp, hvilket var hans sidste tocifrede scoringssnit nogensinde i en sæson, men han var nummer to i ligaen med en præcision på 48,0 % for trepunktsmål.

Miami Heat (2010-2013)Edit

Den 15. juli 2010 underskrev Miller en femårig kontrakt på 25 millioner dollars med Miami Heat. Han skadede sin tommelfinger under guarding LeBron James i træning i pre-season, hvilket holdt ham ude i flere uger. Miller vendte officielt tilbage til Miami Heat-holdet den 20. december 2010 i en hjemmekamp mod Dallas Mavericks. Miller fik sin første startplads den 22. januar 2011 på grund af Dwyane Wades sygdom, og han bidrog med sæsonhøjde 32 point i en sejr over Toronto Raptors. Miller lavede i gennemsnit blot 2,6 point pr. kamp i 12 minutter pr. kamp i slutspillet, med et højdepunkt på 12 point i kamp 4 mod Chicago Bulls. Miller deltog for første gang i karrieren i NBA-finalen i NBA-finalen i 2011, som Heat tabte til Mavericks 4-2.

I den følgende sæson, den 18. januar 2012, lavede Miller seks ud af seks trepunktsmål i en sejr over San Antonio Spurs og sluttede med 18 point i sin tilbagevenden til Heat, efter at han havde misset flere kampe på grund af en skade.

I slutspillet scorede Miller i gennemsnit 5,2 point pr. kamp og scorede tocifret mindst én gang i hver af Heat’s slutspilsserier, da Miami avancerede til NBA-finalerne for at møde Oklahoma City Thunder. I kamp 5 lavede Miller syv trepointscoringer og satte dermed NBA-finalerekorden for flest trepointscoringer af en reserve i finalen. Han havde ikke lavet nogen trepointere i de foregående fire kampe i serien. Han sluttede med 23 point, 5 rebounds og en steal i kamp 5. Miami vandt kampen og NBA-mesterskabet.

I sæsonen 2012-13 blev Miller sat ind i startopstillingen 17 gange og lavede i gennemsnit 4,8 point pr. kamp i sæsonen. Heat ville igen gå videre til NBA-finalerne, denne gang mod San Antonio Spurs. Miller blev indsat i de sidste 4 kampe i finalen for at hjælpe med at skabe plads på banen, og han scorede 8 point i kamp 6, da Heat med nød og næppe fik en sejr hjem. Et af kampens højdepunkter var en trepointer, som han lavede, mens han kun havde én sko på. Heat vandt serien i kamp 7 den 20. juni 2013, hvilket gav Miller sit andet mesterskab.

Den 16. juli 2013 blev Miller waived af Miami Heat via amnesti-klausulen.

Anden periode hos Memphis Grizzlies (2013-2014)Rediger

Den 30. juli 2013 skrev Miller under med Memphis Grizzlies. Han så sine minutter og sin betydning stige med det lidt fornyede Grizzlies-hold, der blev ledet af den nye træner Dave Joerger. Miller spillede stabilt i det meste af sæsonen og sluttede af som den eneste Grizzly, der spillede alle 82 kampe i den regulære sæson og alle 7 playoffkampe.

Cleveland Cavaliers (2014-2015)Rediger

Den 5. august 2014 skrev Miller under med Cleveland Cavaliers. I Cleveland blev han genforenet med de tidligere Miami Heat-holdkammerater LeBron James og James Jones. Efter i gennemsnit kun at have scoret 1,5 point i 12 minutter pr. kamp i de første 24 kampe i sæsonen, fik Miller sin første start for Cavaliers den 19. december 2014 mod Brooklyn Nets, da han scorede 21 point på 7 ud af 8 trepointere i 95-91-sejren. Cavaliers nåede frem til NBA-finalen i 2015, men tabte til Golden State Warriors i seks kampe.

Den 30. juni 2015 udnyttede Miller sin player option med Cavaliers for 2016-sæsonen.

Den 27. juli 2015 blev Miller handlet sammen med Brendan Haywood og to fremtidige andenrunde-draftpicks til Portland Trail Blazers i bytte for kontante modydelser. Den 28. september 2015 blev han waived af Trail Blazers via et kontraktopkøb.

Denver Nuggets (2015-2017)Edit

Den 30. september 2015 skrev Miller under med Denver Nuggets. Miller var medvirkende til den tidlige udvikling af holdkammeraten Nikola Jokić. De to spillere deler et særligt venskab sammen med deres mentor/mentee-forhold og deler endda den samme fødselsdag. Han underskrev igen med Nuggets den 21. juli 2016, og blev waived den 11. juli 2017.