Fin da adolescente, Frank Miller, si rifugia spesso nel mondo dei fumetti, di cui è accanito collezionista.
Sul finire degli anni '70 tenta di entrare in questo mondo dalla porta principale, quella di autore: nonostante il suo segno sia ancora piuttosto grezzo viene presto ingaggiato sia dalla Dc per alcune storie brevi che, soprattutto, dalla Marvel, che gli affida i disegni della serie 'Daredevil'. All'inizio Miller si occupa solo dei disegni, poi prende il posto di Roger McKenzie anche nei testi, introducendo alcuni personaggi che saranno fondamentali negli ultimi anni di vita dell'eroe cieco, come Elektra e Bullseye.
Nel 1982 lascia 'Daredevil' ma lo riprenderà, per sconvolgerlo nuovamente, nel 1985 e passa a sviluppare alcuni progetti meno 'seriali', come la prima celebre miniserie dedicata a Wolverine o Ronin. nel 1986, arriva il suo secondo capolavoro, 'The Dark Knight returns', una storia ambientata nel futuro che ridefinisce il personaggio di Batman rendendolo nuovamente un giustiziere notturno e 'dark'. Dopo DareDevil, Elektra e Batman, dal '90 in poi si dedica anche a serie di sua creazione, a volte curando solo i testi , altre volte occupandosi di tutti gli aspetti creativi: proprio in quest'ultima categoria rientra 'Sin City', partita nel 1991 per la Dark Horse. Attorno alla 'città del peccato' ruotano alcuni dei più interessanti lavori di Miller degli ultimi anni, sia a livello di trama che di grafica.
Negli anni '90, poi, oltre ad un paio di miniserie sui suoi vecchi amori Devil e Batman, scrive anche alcune sceneggiature cinematografiche che però non riscuotono successo, allontanandolo momentaneamente da Hollywood.
Esordisce alla regia a fianco del navigato Robert Rodriguez per il film 'Sin City' tratto dalle sue storie omonime.
Inoltre ha realizzato la pellicola "The Spirit" con Gabriel Macht.