Nascido em Boise City, Oklahoma, Vera Miles frequentou a escola em Pratt, Kansas e Wichita, Kansas. A beleza patrícia de Miss Miles lhe valeu o título de "Miss Kansas" em 1948, levando logo a pequenos papéis em filmes de Hollywood e séries de televisão. A fama veio para o sincero, espirituoso Miles quando ela atraiu a atenção de dois diretores-mestres, Alfred Hitchcock e John Ford. Ford a escalou no western clássico The Searchers (1956) e Hitchcock, que a colocou sob contrato pessoal e a saudou como sua "nova Grace Kelly", emparelhada com o grande Henry Fonda em The Wrong Man (1956). Hitchcock escalou Miles no papel potencialmente protagonista de Judy Barton em Vertigo (1958), mas Miles se retirou do filme quando engravidou. Hitchcock deu a Miles um papel coadjuvante em outra obra-prima, Psycho (1960), assim como Ford quando ela a contracenou com John Wayne e James Stewart em O Homem que Disparou em Liberty Valance (1962). Ela também atuou em filmes como Beau James (1957). contracenando com Bob Hope, The FBI Story (1959) contracenando com Stewart, Back Street (1961) contracenando com Susan Hayward e John Gavin e o Sargento Ryker (1968) contracenando com Lee Marvin, além de mostrar seu talento notável e versátil em dezenas de filmes populares da televisão e séries incluindo The Alfred Hitchcock Hour (1962), The Twilight Zone (1959), The Outer Limits (1963), O Fugitivo (1963), Meus Três Filhos (1960), Bonanza (1959), Columbo (1971) e Murder, Ela escreveu (1984). Em 1983, ela reprisou seu papel como "Lila Crane" na sequência do filme Psycho II (1983), estrelado por Anthony Perkins. Embora, com demasiada frequência, os presentes belíssimos de Miles fossem subutilizados, antes de sua aposentadoria em 1995, a dela era a mais intrigante e duradoura carreira de Hollywood.
