Miller es hermano menor de Abby Lee Miller (Dance Mom. En el año 1996, Miller contrajo matrimonio con la actriz [[Angelina Jolie]], separándose en 1997, y divorciándose en 1999.<ref>{{cita web|url =http://www.people.com/people/angelina_jolie/biography |título =Angelina Jolie |fechaacceso = [[6 de julio]]|añoacceso =2008 |autor =Dinh, Mai |último =Dinh |primero =Mai |enlaceautor = |coautores = Janet Murphy|fecha = |año =2008 |mes = |formato = |obra = |editorial =[[People]] |páginas = |idioma =inglés |doi = |urlarchivo = |fechaarchivo = |cita = }}</ref> En 2007, el publicista de Miller anunció que el actor estaba comprometido con la actriz [[Michele Hicks]].<ref>{{cita web|url =http://www.okmagazine.com/news/view/642/OK!-EXCLUSIVE:-ANGELINA-JOLIE'S-EX-HUSBAND-JONNY-LEE-MILLER-ENGAGED |título =Angelina Jolie's ex-husband Jonny Lee Miller Engaged |fechaacceso =[[6 de julio]] |añoacceso =2008 |autor =Thompson, David |último =Thompson |primero =David |enlaceautor = |coautores = |fecha =[[2 de agosto]], [[2007]] |año =2007 |mes =agosto |formato = |obra = |editorial =OK! Magazine |páginas = |idioma =inglés |doi = |urlarchivo = |fechaarchivo = |cita = }}</ref> En julio de 2008, Miller y Hicks contrajeron matrimonio en la ciudad de [[Los Ángeles]]. En el momento de su boda, Hicks estaba embarazada de cinco meses y medio.<ref>{{cita web|url =http://www.thesun.co.uk/sol/homepage/showbiz/film/article1724395.ece |título =Sickboy set to become a dad |fechaacceso =[[2 de octubre]] |añoacceso =2008 |autor =Maloney, Alison |último =Maloney |primero =Alison |enlaceautor = |coautores = |fecha =[[23 de septiembre]], [[2008]] |año =2008 |mes =septiembre |formato = |obra = |editorial =The Sun |páginas = |idioma = inglés |doi = |urlarchivo = |fechaarchivo = |cita = }}</ref>
