Henry Miller, né le 26 décembre 1891, est le fils d'Heinrich Miller, un entrepreneur et tailleur américain d'origine bavaroise et de Louise Marie Neiting. Il grandit à Brooklyn, dans un environnement familial protestant non pratiquant. Sa jeunesse est marquée par l'errance: il enchaîne les petits boulots, entame de brèves études au City College of New York. Il devient ensuite directeur du personnel d'une importante société télégraphique, la Western Union Telegraph. En 1924, il rencontre June, qui deviendra sa deuxième épouse. C'est sous son impulsion qu'il abandonne son travail de directeur de personnel afin de se consacrer totalement à la littérature. June Miller sera sa muse littéraire : dans ses romans autobiographiques, elle apparaît sous le nom de Mona, notamment dans la trilogie La Crucifixion en rose.

En 1930, Henry Miller décide de quitter les États-Unis pour ne plus y retourner (cette décision est en partie motivée par sa rupture avec June). Il embarque vers l'Europe et s'installe en France, où il vit jusqu'à ce qu'éclate la seconde Guerre mondiale. Ses premières années de bohème à Paris sont misérables ; il doit souvent lutter contre le froid et la faim. Dormant chaque soir sous un porche différent, courant après les repas offerts, la chance se présente un soir en la personne de Richard Osborn, un avocat américain, qui lui offre une chambre dans son propre appartement. Chaque matin, Osborn laisse un billet de 10 francs à son intention sur la table de la cuisine. Il reste neuf ans à Paris avant de s'embarquer pour la Grèce à l'invitation de Lawrence Durrell, un ami écrivain habitant Corfou. Il reste presqu'une année en Grèce, voyageant dans le Péloponnèse, Corfou, la Crète et l'Attique avant de rentrer aux États-Unis à l'aube du déclenchement de la seconde Guerre. Henry Miller a décrit son périple grec dans le Colosse de Maroussi (1941) qu'il considérait lui-même comme son meilleur livre.

À l'automne 1931, Miller obtient un premier emploi de correcteur d'épreuves pour un journal américain, le Chicago Tribune, grâce à son ami Alfred Perlès qui y travaille déjà. Il en profite pour soumettre des articles signés sous le nom de Perlès (puisque seuls les membres de l'équipe éditoriale peuvent proposer un papier). Il écrit la même année son Tropique du Cancer à la villa Seurat, qui sera publié en 1934. C'est ce roman qui entraîna aux États-Unis des procès pour obscénité, selon les lois contre la pornographie en vigueur à l'époque. Ce choix de Miller de lutter contre le puritanisme fit cependant beaucoup pour libérer les tabous sexuels dans la littérature américaine, à la fois d'un point de vue moral, social, et légal.
Miller continue à écrire des romans, tous censurés aux États-Unis pour obscénité. Il publie Printemps noir (1936), puis Tropique du Capricorne (1939) qui parviennent à se diffuser aux États-Unis, vendus sous le manteau, contribuant à forger sa réputation d'écrivain underground. Il retourne à New York en 1940, puis s'installe à Big Sur (Californie) en 1944, où il continue à produire une littérature puissante, colorée et socialement critique.

La publication de Tropique du Cancer en 1961 lui vaut une série de procès pour obscénité, tant son livre mettait à l'épreuve les lois et la morale américaines sur la pornographie. En 1964, la Cour suprême casse le jugement de la Cour d'État de l'Illinois en affirmant la valeur littéraire de l'œuvre de Miller. Ce jugement représenta une avancée majeure dans la naissance de ce qui sera plus tard connu sous l'appellation de « révolution sexuelle ». Elmer Gertz, l'avocat qui a brillamment défendu le cas Miller lors de la parution du livre en Illinois, est par la suite devenu un des plus proches amis de l'écrivain. Des volumes entiers de leurs correspondances ont été publiés.
Sur la fin de sa vie, Miller s'adonne également à la peinture. Une activité créatrice et artistique qu'il considère comme le prolongement direct de son œuvre littéraire. Il est notamment très proche du peintre français Grégoire Michonze. Sa passion tardive pour la peinture trouve de nombreux échos dans ses écrits, notamment dans son essai Peindre, c'est aimer à nouveau. À propos de la peinture, Miller disait : « Ma définition de la peinture, c’est qu’elle est une recherche, comme n’importe quel travail créateur. En musique, on frappe une note qui en entraîne une autre. Une chose détermine la suivante. D’un point de vue philosophique, l’idée est que l’on vit d’instant en instant. Ce faisant, chaque instant décide du suivant. On ne doit pas être cinq pas en avant, rien qu’un seul, le suivant. Et si l’on s’en tient à cela, on est toujours dans la bonne voie. »
Miller était également un honorable pianiste amateur.

En dehors de l'écriture romanesque proprement dite, Miller entretint d'abondantes correspondances avec nombre d'écrivains, artistes et autres personnalités de son temps. De multiples recueils de ces lettres ont été publiés après sa mort et proposent autant de «clés» permettant de comprendre les multiples facettes de la personnalité d'Henry Miller.
La correspondance la plus connue, la plus caractéristique mais aussi la plus évocatrice, est celle échangée avec Anaïs Nin. Une correspondance nourrie qui débute dans les années 1930 et durera plus d'une vingtaine d'années. Ces échanges épistolaires ont fait notamment l'objet d'une publication sous le titre Correspondance passionnée.

À sa mort le 7 juin 1980, Miller fut incinéré et ses cendres dispersées à Big Sur.