Começou a filmar naInglaterra em 1920 e, no ano seguinte, foi paraHollywood. Durante muito tempo fez apenas papéis secundários, mas aos poucos foi conseguindo outros mais importantes, até chegar ao personagemalcoólatra do filmeFarrapo Humano (The Lost Weekend), pelo qual recebeu o prêmioOscar de Melhor Ator de1945 e o prêmio demelhor ator no Festival de Cannes.
Milland sempre se manteve afastado das luzes de Hollywood e raramente foi mencionado nas colunas de fofocas. Foi casado com a mesma mulher (Muriel) por 54 anos.