Orlando Magic (2000-2003)Edit

L’été suivant, Miller est pris avec le cinquième choix global de la draft NBA 2000 par le Orlando Magic. Miller a remporté le prix de la recrue de l’année 2001 de la NBA tout en étant le seul joueur de première année à participer à l’ensemble des 82 matchs de la saison régulière 2000-2001 (il en a débuté 62), au cours desquels il a enregistré une moyenne de 11,9 points et 4,0 rebonds par match tout en tirant 40,7 % à trois points.

Memphis Grizzlies (2003-2008)Edit

Il a été échangé aux Memphis Grizzlies au milieu de la saison 2002-2003 de la NBA. Il a obtenu le prix du sixième homme de l’année de la NBA pour la saison 2005-2006. Il a obtenu une moyenne de 13,7 points 5,4 rebonds 2,7 passes décisives tout en tirant 47% du terrain et 41% des trois points, tout en jouant 30,6 minutes par match.

Le 3 janvier 2007, Miller a réalisé neuf tirs à trois points lors d’une victoire contre les Golden State Warriors, battant ainsi le record de franchise des Grizzlies établi par Sam Mack (huit tirs en un match) en février 1999. Les deux matchs précédents, Miller avait réussi sept tirs à trois points. Il est ainsi devenu le premier joueur de la NBA à réussir au moins sept tirs à trois points dans trois matchs consécutifs depuis George McCloud des Dallas Mavericks en 1996. Miller détient le record de franchise des Memphis Grizzlies pour le plus grand nombre de points marqués en un seul match, avec 45 le 21 février 2007, contre les Golden State Warriors. Après la saison 2006-07 de la NBA, Miller a été annoncé comme membre de l’équipe de basket-ball des États-Unis.

Les Timberwolves du Minnesota (2008-2009)Edit

Le 26 juin 2008, Miller, Brian Cardinal, Jason Collins et le 5e choix de la draft NBA 2008, Kevin Love, ont été envoyés au Minnesota en échange de Marko Jarić, Antoine Walker, Greg Buckner et le 3e choix, O. J. Mayo. Miller a obtenu une moyenne de 4,5 passes décisives par match, un sommet dans sa carrière, mais une faible moyenne de 9,9 points par match lors de sa seule saison avec les Timberwolves.

Washington Wizards (2009-2010)Edit

Le 23 juin 2009, Miller et Randy Foye ont été envoyés aux Washington Wizards contre Oleksiy Pecherov, Etan Thomas, Darius Songaila et le 5e choix global de la draft NBA 2009. Miller s’est blessé à l’épaule et a manqué quelques matchs au début de la saison NBA 2009-10. En 54 matchs, il a obtenu une moyenne de 10,9 points par match, sa dernière moyenne de points à deux chiffres sur une saison, mais il était deuxième de la ligue pour la précision des tirs à trois points, à 48,0 %.

Miami Heat (2010-2013)Edit

Le 15 juillet 2010, Miller a signé un contrat de cinq ans de 25 millions de dollars avec le Miami Heat. Il s’est blessé au pouce en gardant LeBron James à l’entraînement pendant la pré-saison, le mettant sur la touche pendant plusieurs semaines. Miller est officiellement revenu dans l’équipe du Heat de Miami le 20 décembre 2010, lors d’un match à domicile contre les Mavericks de Dallas. Miller a été titularisé pour la première fois le 22 janvier 2011, en raison de la maladie de Dwyane Wade, et a contribué à la victoire contre les Raptors de Toronto en marquant 32 points, son meilleur score de la saison. Miller n’a marqué en moyenne que 2,6 points par match en 12 minutes par match pendant les séries éliminatoires, avec un maximum de 12 points lors du quatrième match contre les Chicago Bulls. Miller participe pour la première fois de sa carrière aux finales de la NBA en 2011, que le Heat perd contre les Mavericks sur le score de 4 à 2.

La saison suivante, le 18 janvier 2012, Miller réussit six des six buts à trois points lors d’une victoire contre les Spurs de San Antonio pour terminer avec 18 points lors de son retour au Heat, après avoir manqué plusieurs matchs à cause d’une blessure.

En séries éliminatoires, Miller a obtenu une moyenne de 5,2 points par match, et a marqué dans les deux chiffres au moins une fois dans chacune des séries éliminatoires du Heat, alors que Miami s’est qualifié pour les finales de la NBA pour affronter le Thunder d’Oklahoma City. Lors du cinquième match, Miller a réussi sept tirs à trois points, établissant ainsi le record des finales de la NBA pour le plus grand nombre de tirs à trois points par un réserviste. Il n’avait réalisé aucun tir à trois points lors des quatre matchs précédents de la série. Il a terminé avec 23 points, 5 rebonds et une interception lors du cinquième match. Miami allait remporter le match et le championnat de la NBA.

Lors de la saison 2012-13, Miller a été inséré dans la ligne de départ 17 fois et a obtenu une moyenne de 4,8 points par match pour la saison. Le Heat se qualifie à nouveau pour les finales de la NBA, cette fois contre les Spurs de San Antonio. Miller a été inséré dans les 4 derniers matchs de la finale pour aider à espacer le terrain, et a marqué 8 points dans le 6ème match alors que le Heat s’en sortait de justesse. L’un des moments forts du match est un tir à trois points qu’il réussit en ne portant qu’une seule chaussure. Le Heat a remporté la série lors du septième match le 20 juin 2013, offrant à Miller son deuxième championnat.

Le 16 juillet 2013, Miller a été renoncé par le Miami Heat via la clause d’amnistie.

Deuxième passage avec les Memphis Grizzlies (2013-2014)Edit

Le 30 juillet 2013, Miller a signé avec les Memphis Grizzlies. Il voit ses minutes et son importance augmenter avec l’équipe des Grizzlies légèrement remaniée et dirigée par le nouveau coach Dave Joerger. Miller a joué régulièrement pendant une grande partie de la saison, terminant comme le seul Grizzly à avoir joué les 82 matchs de saison régulière et les 7 matchs de playoffs.

Cavaliers de Cleveland (2014-2015)Edit

Le 5 août 2014, Miller a signé avec les Cavaliers de Cleveland. À Cleveland, il retrouve ses anciens coéquipiers du Miami Heat, LeBron James et James Jones. Après avoir obtenu une moyenne de seulement 1,5 point en 12 minutes par match au cours des 24 premiers matchs de la saison, Miller a été titularisé pour la première fois avec les Cavaliers le 19 décembre 2014 contre les Brooklyn Nets et a marqué 21 points sur 7 des 8 tirs à trois points lors de la victoire 95-91. Les Cavaliers se sont rendus aux finales de la NBA 2015, mais ils ont perdu contre les Golden State Warriors en six matchs.

Le 30 juin 2015, Miller a exercé son option de joueur avec les Cavaliers pour la saison 2016.

Le 27 juillet 2015, Miller a été échangé, ainsi que Brendan Haywood et deux futurs choix de deuxième tour de draft, aux Portland Trail Blazers en échange de considérations monétaires. Le 28 septembre 2015, il a été renoncé par les Trail Blazers via un rachat de contrat.

Nuggets de Denver (2015-2017)Edit

Le 30 septembre 2015, Miller a signé avec les Nuggets de Denver. Miller a joué un rôle déterminant dans le développement précoce de son coéquipier Nikola Jokić. Les deux joueurs partagent une amitié particulière qui va de pair avec leur relation mentor/mentoré et partagent même le même anniversaire. Il a re-signé avec les Nuggets le 21 juillet 2016, et a été renoncé le 11 juillet 2017.