Wentworth Earl Miller III urodził się w Wielkiej Brytanii, dorastał w Brooklynie i Nowym Jorku. Ze strony ojca Wentwortha E. Millera II, ma pochodzenie afrykańskie, jamajskie, angielskie i niemieckie. Natomiast ze strony matki Roxann, rosyjskie, francuskie, holenderskie, syryjskie i libańskie. Ma dwie młodsze siostry - Gillian i Leigh. Po ukończeniu studiów literatury angielskiej na prestiżowym Uniwersytecie Princeton, podróżował po świecie ze śpiewającą a cappella grupą The Princeton Tigertones. W 1995 przeprowadził się do Los Angeles, by spróbować swoich sił jako aktor, jednak przez kilka lat nie udało mu się zagrać w żadnym filmie. Po udziale w serialu "Buffy postrach wampirów", debiutował na dużym ekranie rolą Parysa w szekspirowskiej adaptacji filmowej "Romeo i Julia". Później wystąpił w popularnym serialu NBC, "Ostry dyżur" oraz mini-serialu fantasy "Dinotopia". Przełomem stał się występ u boku Anthony'ego Hopkinsa i Nicole Kidman w melodramacie "Piętno". W 2005 roku pojawił się w dwóch teledyskach Mariah Carey - It's Like That" i "We Belong Together". Rolę inżyniera o doskonałej opinii, Michaela Scofielda, który napadł na bank tylko po to, by zostać skazanym na karę pozbawienia wolności i uratować brata od śmierci na krześle elektrycznym, otrzymał na tydzień przed początkiem zdjęć do serialu "Skazany na śmierć". Dzięki tej roli zyskał dużą popularność oraz w 2006 roku był nominowany do nagrody Złotego Globu i Saturna.