Im Januar 1920 wurde das Air Service Coast Defense Field in New Dorp nach Captain James E. Miller benannt. Miller war der erste amerikanische Flieger, der im Ersten Weltkrieg im Dienste der USA fiel.
Vor seiner Militärzeit war Miller Field die Heimat einer der prominentesten amerikanischen Familien des 19. Jahrhunderts. 1836 begann Cornelius „Commodore“ Vanderbilt mit dem Kauf von Ackerland in New Dorp und besaß 1843 den größten Teil des späteren Miller Field. Das Ackerland wurde von seinem Sohn William geerbt. Dieser übertrug den Besitz 1885 auf seinen Sohn George Washington Vanderbilt. Bis 1906 verlegte er das „Weiße Haus“ mit 24 Zimmern in das Zentrum der Farm. George Washington Vanderbilt erlangte Berühmtheit durch den Bau von Biltmore in North Carolina. Biltmore ist noch heute das größte Haus in Amerika. Das „Weiße Haus“ war bis zu seinem Tod im Jahr 1914 sein regelmäßiger Wohnsitz. Vanderbilts Erben verkauften das Anwesen 1919 an die Bundesregierung.
Miller Field wurde 1921 fertiggestellt. Es verfügte über eine Wasserflugzeugrampe aus Beton, zwei Graslandebahnen, zwei Landflugzeug- und zwei Wasserflugzeughallen, Truppen- und Familienunterkünfte sowie drei 85 Fuß hohe Funkmasten.
Mit dem Ende des Ersten Weltkriegs wurde der Bedarf an einer Air Station geringer. Miller Field blieb zwar ein aktiver Flugplatz, wurde aber ein Unterposten von Fort Wadsworth. Die 102. Beobachtungsstaffel der New Yorker Nationalgarde war von 1923 bis 1940 die wichtigste Lufteinheit auf dem Platz. In diesen Jahren nutzten auch zivile Flugzeuge die Landebahn.
In den 1920er Jahren fanden auf Miller Field einige bedeutende Flüge statt. Im Juli 1920 ließ die Armee kommerzielle Fotografen in die Lüfte steigen, um Luftaufnahmen und Filmaufnahmen von den International Cup-Yachtrennen zu machen. Die Zeitungen wurden informiert und konnten die Bilder auf dem Flugplatz erhalten. Auf diese Weise wurde der Öffentlichkeit sowohl eine zeitgemäße Art der Fotoproduktion als auch ein praktischer Nutzen von Flugzeugen vor Augen geführt. 1928 testete Admiral Byrd sein neues Flugzeug, einen Ford Trimotor, die Floyd Bennett, auf Miller Field. Mit diesem Flugzeug unternahm er im Dezember 1928 seine erste Reise in die Antarktis.
Miller Field war die einzige von ursprünglich sieben geplanten Air Coast Defense Stations an der Ostküste. Crissy Field in San Francisco diente der gleichen Funktion an der Westküste. In dieser Funktion trug es zusammen mit dem Küstenartilleriekorps zur Verteidigung des New Yorker Hafens bei.
Während des Zweiten Weltkriegs wurden neben anderen militärischen Zwecken auch Küstengeschütze und Beobachtungstürme gebaut.
Während des Kalten Krieges waren auf Miller Field auch Militärflugzeuge, darunter Hubschrauber, stationiert. Von den 1950er Jahren bis zur Schließung im Jahr 1969 wurde Miller Field auch von der Civil Air Patrol, der Nationalgarde und den Truppen der Army Reserve genutzt.
Mitte der 1950er Jahre beherbergte Miller Field das 12. Bataillon der Flugabwehrartillerie (AAA) sowie die 1st Army Aircraft Field Maintanence Unit. Bei der Wartungseinheit handelte es sich größtenteils um zivile Mitarbeiter, die bis 1960 die Nike-Raketenanlagen im Raum New York warteten.
In den 1960er Jahren nutzten Einheiten der Green Berets das Gelände als Trainingslager. Es diente sowohl als Unterkunft als auch als Reservetrainingsgelände.
Miller Field wurde 1969 von der U.S. Army stillgelegt. Es war die letzte Graslandebahn in New York City. Im Jahr 1972 wurde es Teil der Gateway NRA des National Park Service.