Né en 1987 à Downingtown, Pennsylvanie, Miles Teller a deux soeurs aînées et passe son enfance à déménager de ville en ville à cause de la profession de son père, ingénieur nucléaire. Saxophoniste, il sait aussi jouer de la batterie et dirigeait un club de théâtre lorsqu'il était au lycée dans le New Jersey.

Diplômé de la Tisch School de New York, il obtient un premier rôle dans le drame Rabbit Hole (2010), de John Cameron Mitchell, qui lui permet de joueur avec Nicole Kidman et Aaron Eckhart. Après avoir joué dans Footlose, de Craig Brewer et Project X de Nima Nourizadeh, en 2011 et 2012, il est remarqué dans son duo avec Shailene Woodley dans The Spectacular Now (2013) de James Ponsoldt. La production, la critique et le public sont subjugués, il enchaîne dès lors les films.

Miles Teller est déjà à l'affiche de pas moins de cinq films en 2014, dont les très attendus Divergente, de Neil Burger, où il retrouve Woodley et surtout Whiplash qui est un véritable triomphe critique. Dans le rôle d'un jeune batteur plus que déterminé à exceller dans la musique, l'acteur crève l'écran face au terrifiant J.K. Simmons. Une prestation unanimement saluée conférant au comédien un grand respect parmi ses pairs.

Le très en vogue Miles Teller poursuit sur sa lancée avec les suites de Divergente : Divergente 2 : l’insurrection (2015), Divergente 3 : au-delà du mur (2016) et The Divergent Series: Ascendant (2017). Parallèlement, il est à l'affiche du reboot Marvel Les 4 Fantastiques, puis trois biopics : War Dogs avec Jonah Hill, Line of Fire qui suit une unité de pompiers et K.O. - Bleed for This, dans lequel il campe un boxeur remontant sur le ring après un grave accident de voiture.

Friand de projets originaux et risqués, Miles Teller incarne le personnage principal de la mini-série très sombre de Nicolas Winding Refn Too Old to Die Young. Puis, il revient au blockbuster avec Top Gun: Maverick, dans lequel il incarne le lieutenant Bradley "Rooster" Bradshaw, le fils de Nick "Goose" Bradshaw (Anthony Edwards dans Top Gun) aux côtés de Tom Cruise.