Penelope Ann Miller es una actriz elogiada por la crítica con un variado currículo. Protagonizó el año pasado el elogiado drama de ABC, "American Crime", del guionista y director y ganador del Premio de la Academia en 2014, John Ridley (12 AÑOS DE ESCLAVITUD). El descarnado drama narra la vida de familias afectadas por el trágico crimen de una joven pareja, cuya onda expansiva afecta a toda una comunidad y despierta tensiones raciales.
Miller intervino en THE ARTIST, ganadora del Premio de la Academia a la Mejor Película en 2012, junto a Jean Dujardin. Esta película muda en blanco y negro de The Weinstein Company tomó por asalto la temporada de premios consiguiendo 5 de la Academia, 7 BAFTAS y 3 Globos de Oro, incluido el de Mejor Película entre otros muchos. Miller fue también premiada por su trabajo en la categoría de elenco con candidaturas a los Premios SAG y Critics Choice. Recientemente fue galardonada con el Premio a los Logros de Toda una Carrera en el Festival Internacional de Cine de Ft. Lauderdale y en el Festival de Cine de Sarasota, donde se exhibió el prestigioso conjunto de su obra de los últimos 25 años.
Miller ha compartido la pantalla con algunos de los protagonistas masculinos y directores más destacados y renombrados de Hollywood. Tan distinguida lista incluye a Al Pacino y Sean Penn en la película del director Brian de Palma ATRAPADO POR SU PASADO, por la que fue candidata al Globo de Oro; Marlon Brando y Matthew Broderick en EL NOVATO, dirigida por Andrew Bergman; Robert De Niro y Robin Williams en DESPERTARES, de Penny Marshall; Robert Downey Jr. en CHAPLIN, de Sir Richard Attenborough; Danny DeVito y Gregory Peck en CON EL DINERO DE LOS DEMÁS, de Norman Jewison; Matthew Broderick y Christopher Walken en DESVENTURAS DE UN RECLUTA INOCENTE, de Mike Nichols; y Arnold Schwarzenegger en POLI DE GUARDERÍA, de Ivan Reitman.
Entre sus demás trabajos recientes se cuentan el drama elogiado por la crítica "Men of a Certain Age", dando la réplica a Ray Romano para TNT; "Infieles", de ABC; el largometraje FLIPPED, con guión y dirección de Rob Reiner para Warner Brothers, y el éxito taquillero de Sony Pictures THE MESSENGERS, en el que daba la réplica a Kristen Stewart.
Entre sus numerosos galardones, Miller recibió un premio especial del jurado a la Mejor Interpretación en el Festival de Cine de Hollywood por su papel en el largometraje independiente RHAPSODY IN BLOOM. Fue nombrada Estrella del Mañana por El Club de Escritores de Cine; Actriz más Prometedora por la Asociación de Críticos Cinematográficos de Chicago, y fue candidata a un Premio Tony por su interpretación de Emily en la reposición de Our Town escenificada en Broadway y premiada con el Tony. Los trabajos de Miller para la televisión incluyen "Rocky Marciano", junto a Jon Favreau y George C. Scott; "El último don", junto a Joe Mantegna; "La historia de Mary Kay Letourneau", que le valió elogios de la crítica y "11S: La historia de Rudy Giuliani", dando la réplica a James Woods.
Miller abandonó su Los Ángeles natal a los 18 años y se mudó a Nueva York, donde estudió interpretación en HB Studios bajo la dirección de Herbert Berghoff. Dos años más tarde, Miller consiguió su primera gran oportunidad en Broadway cuando dio vida al personaje de Daisy Hanningan en la obra de Neil Simon ganadora del Tony, Biloxi Blues, dando la réplica a Matthew Broderick. Posteriormente, repetiría su papel en la versión cinematográfica de Universal, dirigida por Mike Nichols.
Miller vive actualmente en Los Ángeles con su esposo y sus dos hijas.