Padres oli National League Westin viimeisellä sijalla 42-76-ennätyksellä, 26 peliä ensimmäisestä sijasta, ja vaihtoi Millerin National League Eastin divisioonan johtavaan Pittsburgh Piratesille 10. elokuuta 1971 Johnny Jeterin ja Ed Acostan tilalle. Miller jatkoi menestystään torjunta-alueella, lopettaen kauden Piratesin kanssa 1<unk>2 ennätyksellä ja kolmella pelastuksella 16 ottelussa, kaikki avustuksessa, päättyessään 1,29 ERA: lla. Miller syöttää National League Championship Series -sarjan toisessa pelissä.
Seuraavana pelinä Pirates voitti San Franciscon Giantsin lopullisella tuloksella 9:4. Hän syöttänyt helpotuksen kolme peliä vuonna 1971 World Series vastaan Baltimore Orioles että Pirates voitti seitsemän peliä, esiintyy helpotuksen kaikki kolme Pirate tappioita (ensimmäisessä, toisessa ja kuudennessa pelissä sarjan), ottamalla tappio pelissä 6 kun hän luovutti uhri lentää Brooks Robinson, joka toi voittojuoksun.