Claude Miller entre à l'IDHEC en 1962. Puis il effectue son service militaire au service cinématographique des armées. A partir de 1965, il apprend son métier comme assistant aux cotés des plus grands cinéastes comme Marcel Carné (pour Trois chambres à Manhattan, 1965),ou encore Jacques Demy (Les Demoiselles de Rochefort, 1967). Il est également directeur de production de tous les films de François Truffaut de 1968 à 1975, à l'exception de La Nuit américaine.Son premier court métrage, Juliet dans Paris (1967), avec Juliet Berto, est une humoristique histoire de vampire. Son second, La Question ordinaire, dont le sujet est la torture, fut interdit plusieurs mois par la censure. Son troisième, Camille ou la comédie catastrophique, qui ridiculise l'armée, fut, lui, interdit aux moins de 18 ans.Il passe au long-métrage en 1975 avec La Meilleure Façon de marcher, puis Dites-lui que je l'aime dans lequel on retrouve la même violence. Mais son premier succès public et critique n'arrive qu'en 1981 avec Garde à vue, qui obtient 4 César dont celui du meilleur scénario.Au fil des années, Claude Miller est devenu un des réalisateurs aux films les plus attendus. Il peut aborder le polar (Mortelle randonnée, 1982), la chronique adolescente (notamment avec Charlotte Gainsbourg pour L' Effrontée (1985) et La Petite Voleuse (1988), ce dernier sur un scénario inédit de François Truffaut), ou encore le roman noir (Betty Fisher et autres histoires, 2001). Il fait appel en 2002 à la comédienne Ludivine Sagnier pour qu'elle incarne La Petite Lili, un drame en lice pour la Palme d'Or à l'édition 2003 du Festival de Cannes.