Completa la següent frase: Amb la secessió d'onze estats del sud i l'esclat de la Guerra Civil, Miller es va unir a l'Exèrcit de la Unió. El 27 d'agost de 1861, el governador Oliver P. Morton va comandar a Miller com a coronel del 29è Regiment d'Infanteria d'Indiana. Després de l'entrenament, el regiment va ser assignat a la Brigada de Kirk a la divisió d'Alexander M. McCook a l'Exèrcit de l'Ohio de Buell i va marxar a Tennessee. Miller va veure l'acció en el segon dia de la
Batalla de Shiloh, així com durant el posterior setge de Corint. Miller va dirigir el seu regiment a través del nord d'Alabama i Tennessee i va perseguir Braxton Bragg a través de Kentucky. Miller va comandar una brigada sota James Negley durant la Batalla de Stones River a finals de desembre de 1862. El segon dia de la batalla, Miller va liderar el contraatac federal a través del riu Stones que va repel·lir l'atac confederat de John C. Breckinridge. Durant aquesta càrrega Miller va ser ferit al coll.