Henry Valentine Miller nasce a New York il 26 dicembre 1891. È figlio di Heinrich Miller e di Louise Marie Neiting, due immigrati tedeschi. Il piccolo Henry parla tedesco fino ai primi anni di scuola. Frequenta il college (il City College di New York) per un solo semestre.
Successivamente vive come un vagabondo per gli Stati Uniti: si mantiene grazie a piccoli lavori precari, fino al 1914, quando torna a New York per aiutare il padre nella sua sartoria. Nel 1917 si sposa ed ha una bambina. Nel 1919 inizia a lavorare alla banca Western Union, dove assume presto la qualifica di vice direttore del personale. Resta nella banca per 5 anni. È di questo periodo Clipped Wing (1922), il suo esordio letterario.
Dopo aver ottenuto il divorzio dalla prima moglie, Henry Miller si risposa nel 1924, con la ballerina June Mansfield. È lei, di fatto, a mantenere il marito per diversi anni. Nel 1930 si trasferisce a Parigi, dove resta fino allo scoppio della Seconda Guerra Mondiale. Nella capitale francese lavora nella redazione parigina del Chicago Tribune. Ben presto intreccia una relazione intellettuale e fisica con la scrittrice Anais Nin. La loro relazione coinvolge anche la moglie di Miller, in un piccante triangolo amoroso.
Il periodo parigino coincide con l’inizio della carriera letteraria di Henry Miller. Tra il 1933 e il 1938 scrive le opere che lo faranno entrare tra i maggiori scrittori statunitensi della sua epoca: Tropico del Cancro (1933), Primavera nera (1936) e Tropico del Capricorno (1938). I suoi scritti sono ritenuti osceni negli Stati Uniti, dove vengono introdotti clandestinamente.
Rientra in America nel 1940 e si stabilisce in California. In questo periodo i suoi romanzi hanno un buon successo in Europa: negli Stati Uniti, pur non essendo ufficialmente pubblicati, iniziano a circolare in maniera clandestina. Hanno, tra l’altro, una forte influenza sugli scrittori della Beat Generation, Jack Kerouac su tutti.
Nel 1961 viene finalmente pubblicato anche negli Stati Uniti Tropico del Cancro: serve un contenzioso legale, con tanto di sentenza della Corte Suprema, per superare la resistenza di chi ritiene l’opera di Miller ai limiti (ed oltre) della pornografia.
Rientrato dunque negli Stati Uniti agli inizi degli anni Quaranta, scrive The Air-conditioned Nightmare, una critica alla società americana del tempo. Dopo la Guerra pubblica The Books of my Life, (1951) e A Devil in Paradise (1960). Nel frattempo ha altri due figli, Valentine e Tony, nati nel 1945 e nel 1948.
Henry Miller muore a Pacific Palisades, Los Angeles, il 7 giugno 1980. Viene cremato e le sue ceneri disperse. Dopo la sua morte vengono pubblicate diverse lettere, alcune delle quali indirizzate a due donne con cui aveva avuto una relazione. Vengono inoltre pubblicate, nel 1986 e nel 1991, due biografie non autorizzate.