Omar Benson Miller es el miembro más reciente de la serie de televisión más vista en todo el mundo, la unidad de investigación criminal "C.S.I.: Miami" de Horatio Caine. Tras reparar en el talento de Miller, Jerry Bruckheimer decidió crear un papel específicamente para él. Miller pasó a integrar la serie tras finalizar el rodaje de El aprendiz de brujo.

Más recientemente, Miller protagonizó la película dramática de fútbol americano de Universal Pictures The Express, que narra la historia real de Ernie David, el running back del equipo Syracuse, protagonizada por Rob Brown y Dennis Quaid. Miller además intervino en la película de DreamWorks aclamada por la crítica Things We Lost in the Fire, en la que compartió cartel junto con Halle Berry y Benicio Del Toro y que marcó su primer papel dramático tras la película de Jim Sheridan Get Rich or Die Tryin', que protagonizó junto con 50 Cent y Terrence Howard.

Miller inició su carrera actoral en Hollywood en la comedia de Disney Curvas peligrosas. La película se rodó mientras Miller aún asistía a la escuela de cine en la San Jose State University, donde posteriormente fue nombrado mejor actor por su clase de graduación. Al poco tiempo de graduarse, Miller obtuvo un codiciado protagónico junto con Eminem en el exitoso largometraje de Curtis Hanson 8 Mile. El reparto coral también incluía a Mekhi Phifer y Kim Basinger, y la película llegó a recaudar más de US$ 240 millones en todo el mundo.

Miller posteriormente demostró su versatilidad en la película de HBO Undefeated, dirigida y protagonizada por John Leguizamo. Tras la cual, mostró un costado más ligero de su talento actoral en la comedia/drama romántica Shall We Dance?, protagonizada por Richard Gere, Jennifer Lopez y Susan Sarandon.

Recientemente, Miller obtuvo el elogio de la crítica por su trabajo en la película bélica del director Spike Lee Miracle at St. Anna sobre el histórico batallón Buffalo Soldiers, donde Miller dio vida al profundamente espiritual y supersticioso soldado Sam Train, alias "el gigante de chocolate".

Miller hizo su debut como director en la película independiente Gordon Glass, que co-protagonizó con Evan Jones. The Lion of Judah marcó su primera incursión en el mundo de la animación, Miller ahora espera ver cómo recibirán sus admiradores su interpretación del cerdo Horace.