В шесть лет Эзра впервые выступил на сцене - он сыграл в современной опере Филиппа Гласса «Белая Ворона». Также Миллер обучался пению и участвовал в постановках Нью-Йоркского театра Метрополитен-опера. Эзра учился в частной школе «The Hudson School».
В 2007 впервые участвовал в съёмках - это были съёмки сериала под названием «Блудливая Калифорния» с Дэвидом Духовны в главной роли. Но настоящая актёрская карьера Миллера началась в 2008 году с роли подростка из интерната в фильме Антонио Кампоса «Выпускники». Позже он появился в сериале «Закон и Порядок. Специальный Корпус», где сыграл небольшую эпизодическую роль, и в том же году сыграл в фильме «Сити-Айленд», на съёмках которого познакомился с такими актёрами, как Энди Гарсиа, Джулианна Маргулис, Стивен Стрейт, Доминик Гарсиа-Лоридо.
В 2009 году Эзра появился в новом сериале «Доктор Дорогих Домов». Из последних полнометражных работ стоит отметить такие фильмы, как «Помни о Гонзо» и «Каждый Божий День» - их Миллер представлял на кинофестивале «Tribeca». Также Эзра вошёл в список 55 будущих звёзд по мнению журнала Nylon.
В скором времени состоялись премьеры таких фильмов, как «Что-то не так с Кевином» (с Джоном Си Райли и Тильдой Суинтон в главных ролях), снятого по одноимённому роману Линн Рэмси; «Родственнички»; «Хорошо Быть Тихоней» (с Логаном Лерманом, Ниной Добрев и Эммой Уотсон) Стивена Чбоски. Фильм «Что-то не так с Кевином» был представлен на Каннском кинофестивале, также картина номинирована на Золотую пальмовую ветвь.
Эзра поёт и играет на барабанах в Нью-Йоркской группе «Sons of an Illustrious Father». 28 июня 2011 года был обвинён в хранении наркотиков после того, как полиция задержала его с 20 граммами марихуаны. Позже обвинение было снято, и Эзре прилось лишь заплатить штраф в размере 600 долларов за нарушение общественного порядка. Некоторое время (в 2010 году) встречался с Зои Кравитц, коллегой по фильму «Помни о Гонзо».