Viết tiếp cho đoạn này - Anh ấy đã tham gia đội tuyển Hoa Kỳ cho Thế vận hội Mùa đông 2010 vào cuối năm 2009 và được chọn để thi đấu trong tất cả năm môn, mặc dù thiếu đào tạo. Trong cuộc đua đầu tiên của mình, sau một số sự chậm trễ do thời tiết ấm áp và điều kiện tuyết kém, Miller đã giành huy chương đồng trong cuộc đua xuống dốc
, người Mỹ đầu tiên giành huy chương Olympic trong đi xuống kể từ khi Tommy Moe giành huy chương vàng năm 1994. Thời gian của Miller là 1:54.40, chín phần trăm giây sau người đoạt huy chương vàng Didier Défago và hai phần trăm sau Aksel Lund Svindal, người giành huy chương bạc; khoảng cách thời gian giữa huy chương vàng và đồng là nhỏ nhất trong lịch sử downhill Olympic. Sau đó, anh giành huy chương bạc trong siêu G, cho anh bốn huy chương Olympic, nhiều hơn bất kỳ tay đua núi cao Mỹ nào khác. Vào ngày 21 tháng 2 năm 2010, anh đã giành được huy chương vàng Olympic đầu tiên của mình trong siêu kết hợp. Sau phần xuống dốc của cuộc đua, Miller ở vị trí thứ bảy, nhưng kết thúc thứ ba trong phần slalom, cho anh ta tổng thời gian là 2: 44,92 để kết thúc tổng thể. Miller sau đó đã không hoàn thành cả slalom khổng lồ và slalom, và đã nghỉ phần còn lại của mùa giải do tiếp tục các vấn đề với chấn thương mắt cá chân của mình.