Ezra Matthew Miller nasceu em Wyckoff, Nova Jersey, filha de Marta (Koch), uma dançarina moderna, e Robert S. Miller, que trabalhou na Workman Publishing e como ex-vice-presidente sênior da Hyperion Books. Eles têm duas irmãs mais velhas. Esdras é descendente de judeus Ashkenazi (pai) e alemão-holandês (mãe); eles se descreveram como judeus e "espirituais".
Quando criança, Miller cantou com o Metropolitan Opera e frequentou a Rockland Country Day School e a The Hudson School. Seu primeiro longa-metragem foi o indie Afterschool (2008), e Miller apareceu posteriormente nas séries de televisão Californication (2007), Law & Order: Special Victims Unit (1999) e Royal Pains (2009) e nos filmes City Island ( 2009), Every Day (2010), Cuidado com o Gonzo (2010) e Another Happy Day (2011).
Miller recebeu elogios da crítica por interpretar Kevin Khatchadourian, o filho homicida do personagem de Tilda Swinton, no thriller dramático Precisamos Falar Sobre Kevin (2011). Eles interpretaram Patrick no bem-recebido drama adolescente As Vantagens de Ser Invisível (2012), ao lado de Logan Lerman e Emma Watson.
Os próximos papéis de Ezra incluem a peça de época Madame Bovary (2014), a comédia de Judd Apatow, Trainwreck (2015), e o thriller psicológico The Stanford Prison Experiment (2015). Eles foram escalados para o super-herói The Flash em The Flash (2022), com lançamento previsto para 23 de março de 2018.
