西耶娜·米勒早年在史特拉斯堡學(xué)院學(xué)習(xí)戲劇。2000年，西耶娜·米勒出演百老匯劇《Independence》。2001年，出演BBC電視劇《Bedtime》。2003年，出演電視劇《基恩·艾迪》，她憑借該片入圍第5屆美國(guó)青少年選擇獎(jiǎng)電視劇突破女星獎(jiǎng)。

2004年，西耶娜·米勒開始進(jìn)軍大銀幕，并與裘德·洛、蘇珊·薩蘭登聯(lián)袂參演了劇情電影《阿爾菲》，在片中飾演甜美有趣、個(gè)性出眾、令人興奮、充滿驚奇的單親媽媽Nikki；同年，與丹尼爾·克雷格等合作出演劇情電影《夾心蛋糕》，在片中飾演吸毒成癮的夏洛特·賴德，她憑借該片入圍英國(guó)帝國(guó)獎(jiǎng)最佳新人獎(jiǎng)。

2005年，與希斯·萊杰共同主演愛情喜劇電影《卡薩諾瓦》，在片中飾演像男人一樣有自己的抱負(fù)，一直為維護(hù)女人應(yīng)有的權(quán)利而努力的弗朗西斯卡。2006年，與喬治·?？媳R珀合作出演人物傳記片《縱情女郎》，在片中飾演有著天然的神經(jīng)質(zhì)和孩子氣的伊迪·塞奇威克。

2007年1月，與史蒂夫·布西密搭檔主演劇情電影《密會(huì)》，她憑借該片入圍倫敦影評(píng)人協(xié)會(huì)獎(jiǎng)年度英國(guó)女演員獎(jiǎng)、獨(dú)立精神獎(jiǎng)最佳女主角獎(jiǎng)；2月，與詹姆斯·弗蘭科共同主演的劇情電影《卡蜜兒》上映；同年，與姐姐薩瓦娜·米勒創(chuàng)立Twenty8Twelve的自創(chuàng)品牌；隨后，出演由馬修·沃恩執(zhí)導(dǎo)的奇幻冒險(xiǎn)電影《星塵》，在片中飾演特里斯坦一開始的愛慕對(duì)象維多利亞。

2008年，與凱拉·奈特莉合作主演愛情傳記電影《愛的邊緣》，她憑借該片入圍英國(guó)獨(dú)立電影獎(jiǎng)最佳女配角獎(jiǎng)；同年，與喬恩·福斯特共同主演喜劇電影《神秘匹茲堡》，該片改編自美國(guó)普立策獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)作家麥克爾沙頓1988年發(fā)表的小說處女作。

2009年，與阿德沃爾·阿吉紐依-艾格拜吉、克里斯托弗·埃克萊斯頓等聯(lián)合主演動(dòng)作電影《特種部隊(duì)：眼鏡蛇的崛起》，在片中飾演外表性感漂亮，心腸卻狠毒如蛇蝎的“男爵夫人”。2011年，與格什菲·法拉哈尼合作主演劇情電影《窈窕主婦》；同年，與哈莉·貝瑞等共同出演喜劇電影《新年前夜》。

2012年，與托比·瓊斯、佩內(nèi)洛普·威爾頓聯(lián)合主演劇情電影《金發(fā)繆斯》，她憑借該片入圍第70屆金球獎(jiǎng)迷你劇及電視電影最佳女演員獎(jiǎng)、第66屆英國(guó)電影和電視藝術(shù)學(xué)院獎(jiǎng)最佳女主角獎(jiǎng)；5月6日，亮相紐約大都會(huì)博物館時(shí)裝慶典；同年，主演由埃爾威·米姆蘭、熱拉爾丁·納卡什聯(lián)合執(zhí)導(dǎo)的劇情電影《知性紐約》；9月，與希瑟·沃奎斯特、本·福斯特聯(lián)袂主演的電影《黃色人生》在多倫多電影節(jié)上映。

2013年，出演由凱特·凱羅執(zhí)導(dǎo)的劇情電影《關(guān)于你》；10月，與比利·贊恩、丹尼·赫斯頓合作主演的喜劇電影《杰克父子》上映。2014年11月，由其出演的劇情電影《狐貍獵手》上映，該片根據(jù)杜邦集團(tuán)繼承人約翰·杜邦的真實(shí)生平改編；12月25日，與布萊德利·庫珀主演的動(dòng)作傳記電影《美國(guó)狙擊手》上映，她在片中飾演內(nèi)心強(qiáng)大且獨(dú)立自主的塔雅·勞倫絲·凱爾。

2015年2月，登上《名利場(chǎng)》好萊塢特刊全明星封面照；8月，由其出演的劇情電影《密西西比游戲》上映；10月30日，與布萊德利·庫珀、丹尼爾·布魯赫聯(lián)袂主演的喜劇電影《燃情主廚》上映，她在片中飾演性格固執(zhí)的單親媽媽海倫；同年，與文斯·沃恩、湯姆·威爾金森聯(lián)合出演喜劇電影《出差瘋狂事》；隨后，擔(dān)任第68屆戛納國(guó)際電影節(jié)的評(píng)委。

2016年3月18日，與湯姆·希德勒斯頓、盧克·伊萬斯聯(lián)合出演的動(dòng)作電影《摩天大樓》上映，她在片中飾演精明、放蕩的單身母親夏洛特，她憑借該片入圍第18屆英國(guó)獨(dú)立電影獎(jiǎng)最佳女配角獎(jiǎng)；4月27日，由其出演的愛情電影《愛情與友誼》上映；同年，與多姆納爾·格里森搭檔主演傳記短片《博柏利品牌創(chuàng)始人的傳奇故事》；隨后，與麥克思·明格拉合作主演喜劇電影《搖擺嬉皮士》。

2017年1月13日，與本·阿弗萊克、佐伊·索爾達(dá)娜等聯(lián)合主演的犯罪驚悚電影《夜色人生》上映，她在片中飾演愛爾蘭黑幫頭目艾爾伯特.懷特的情婦艾瑪·古爾德；6月2日，與查理·漢納姆共同主演的動(dòng)作冒險(xiǎn)電影《迷失Z城》在中國(guó)大陸上映；同年，與亞歷克·鮑德溫、查爾斯·格羅丁聯(lián)合主演劇情電影《一個(gè)現(xiàn)代女人的私生活》。

2018年，與保羅·路德合作出演的傳記電影《接球手間諜》上映；同年，與亞倫·保爾合作主演劇情電影《美國(guó)女人》；2月22日，與杰克·奧康奈爾共同主演的劇情電影《熱鐵皮屋頂上的貓》上映。2019年，出演由卡莉·斯考格蘭德執(zhí)導(dǎo)的電視劇《最響亮的聲音》。

2003年，西耶娜·米勒在拍攝電影《阿爾菲》的片場(chǎng)中初次結(jié)識(shí)裘德·洛。之后，兩人迅速墜入愛河并于當(dāng)年的圣誕節(jié)訂婚。2006年，裘德·洛被曝與自己家里孩子們的保姆DaisyWright上床，結(jié)果西耶娜最終因?yàn)檫@件事情與他取消了婚約。

2009年底，西耶娜·米勒與裘德·洛舊情復(fù)熾。2010年，兩人搬進(jìn)了耗資800萬英鎊的豪宅中居住。2011年2月，西耶娜·米勒與裘德·洛二度分手。之后，西耶娜·米勒開始與比她年輕4歲的湯姆·斯圖里奇交往。

2012年7月，西耶娜·米勒為湯姆·斯圖里奇誕下女兒Marlowe。

金球獎(jiǎng)

• 2013第70屆金球獎(jiǎng)迷你劇或電視電影最佳女演員獎(jiǎng)金發(fā)繆斯（提名）

英國(guó)電影和電視藝術(shù)學(xué)院獎(jiǎng)

• 2013第66屆英國(guó)電影和電視藝術(shù)學(xué)院獎(jiǎng)最佳女主角獎(jiǎng)金發(fā)繆斯（提名）
• 2008第61屆英國(guó)電影和電視藝術(shù)學(xué)院獎(jiǎng)最佳新星獎(jiǎng)（提名）

英國(guó)獨(dú)立電影獎(jiǎng)

• 2015英國(guó)獨(dú)立電影獎(jiǎng)最佳女配角獎(jiǎng)摩天大樓（提名）
• 2008英國(guó)獨(dú)立電影獎(jiǎng)最佳女配角獎(jiǎng)愛的邊緣（提名）

英國(guó)傳媒記者協(xié)會(huì)獎(jiǎng)

• 2013英國(guó)傳媒記者協(xié)會(huì)獎(jiǎng)最佳女演員獎(jiǎng)金發(fā)繆斯（提名）

電視評(píng)論家選擇獎(jiǎng)

• 2013電視評(píng)論家選擇獎(jiǎng)電影最佳女配角獎(jiǎng)金發(fā)繆斯（提名）

英國(guó)帝國(guó)獎(jiǎng)

• 2005英國(guó)帝國(guó)獎(jiǎng)最佳新人獎(jiǎng)夾心蛋糕（提名）

美國(guó)環(huán)境媒體獎(jiǎng)

• 2007美國(guó)環(huán)境媒體獎(jiǎng)EMA未來獎(jiǎng)（獲獎(jiǎng)）

獨(dú)立精神獎(jiǎng)

• 2008獨(dú)立精神獎(jiǎng)最佳女主角獎(jiǎng)密會(huì)（提名）

倫敦影評(píng)人協(xié)會(huì)獎(jiǎng)

• 2008倫敦影評(píng)人協(xié)會(huì)獎(jiǎng)年度英國(guó)女演員獎(jiǎng)密會(huì)（提名）

在線電影與電視協(xié)會(huì)獎(jiǎng)

• 2013在線電影與電視協(xié)會(huì)獎(jiǎng)最佳女演員獎(jiǎng)金發(fā)繆斯（提名）

金酸莓獎(jiǎng)

• 2010第30屆金酸莓獎(jiǎng)最差女配角獎(jiǎng)特種部隊(duì)：眼鏡蛇的崛起（獲獎(jiǎng)）

衛(wèi)星獎(jiǎng)

• 2012衛(wèi)星獎(jiǎng)電視劇或電視電影最佳演員獎(jiǎng)金發(fā)繆斯（提名）

美國(guó)西方影業(yè)大會(huì)獎(jiǎng)

• 2009美國(guó)西方影業(yè)大會(huì)獎(jiǎng)年度女配角獎(jiǎng)（獲獎(jiǎng)）

美國(guó)青少年選擇獎(jiǎng)

• 2010第12屆美國(guó)青少年選擇獎(jiǎng)動(dòng)作冒險(xiǎn)類電影最佳女演員獎(jiǎng)特種部隊(duì)：眼鏡蛇的崛起（提名）
• 2003第5屆美國(guó)青少年選擇獎(jiǎng)電視劇突破女星獎(jiǎng)基恩·艾迪（提名）

在電影《工廠女孩》中，西耶娜·米勒賦予了伊迪·塞奇威克性感與神經(jīng)質(zhì)并存的氣質(zhì)。在電影《金發(fā)繆斯》預(yù)告片中，她可謂光華畢現(xiàn)，一頭盈亮柔順的秀發(fā)讓其在復(fù)古裝扮中成功出位。同時(shí)，她婉約秀麗的氣質(zhì)也很好的和角色完美融合。

西耶娜·米勒是一致認(rèn)可的搭配達(dá)人，將一件單品反復(fù)運(yùn)用在不同風(fēng)格的搭配中常變常新，更是西耶娜·米勒著裝功力的體現(xiàn)。在某街頭，西耶娜·米勒身穿軍綠色大衣配匡威鞋瀟灑干練。在另外一個(gè)街頭，她緊抓著衣領(lǐng)喝著熱咖啡雙重御寒，身穿軍裝外套搭配雪地靴帥氣不失可愛。在意大利某地方度假，她穿著藍(lán)白格子裙，戴著草帽，挎著黃色包包，洋溢著濃郁的地中海風(fēng)情。