Marcus Miller est né le 14 juin 1959 à Brooklyn (New York, États-Unis). Marcus Miller commence son apprentissage par le saxophone et la clarinette. La basse est pour lui plus une récréation pour s'amuser à jouer du funk. Vite devenu un musicien de séances et un arrangeur réputé, Marcus Miller participe à des enregistrements de jazz comme de soul ou de pop.
À partir de 1977, il enregistre régulièrement au côté de David Sanborn. Son premier album Suddenly sort en 1983, mais c'est avec d'autres artistes que Marcus Miller bâtit sa réputation. Il travaille avec Miles Davis à partir de 1981 et compose le titre fusion « Tutu » (1986) pour le trompettiste star.
En 1997, il embarque pour une tournée européenne avec le groupe éphémère Legends, dans lequel officient Eric Clapton (guitare, chant), Joe Sample (piano), David Sanborn (saxophone) et Steve Gadd (batterie). Ses albums personnels marient souvent son vieil amour du funk et le jazz, et ne connaissent pas un retentissement particulier même si Tales (1994), M² (2001) et The Ozell Tapes: The Official Bootleg (2003) sont de belles cartes de visite.
Depuis 2008, Marcus Miller est impliqué dans le groupe S.M.V. aux côtés de Stanley Clarke et de Victor Wooten. Ces trois bassistes ont sorti l'album Thunder et tournent régulièrement ensemble, notamment durant l'été 2009. Également, Marcus Miller compose régulièrement des musiques de films. C'est encore en public que sa virtuosité est la plus époustouflante, comme en témoigne l'album en public A Night in Monte Carlo paru en 2010. Au mois de juillet de cette même année, Marcus Miller est le parrain du festival Jazz à Juan de Juan-les-Pins (Alpes-Maritimes).
Publié en mai 2011, le double album live Tutu Revisited, capté le 21/12/2009 à Lyon en compagnie de Christian Scott, Alex Han, Federico Gonzalez Pena et Ronald Bruner, rappelle le bassiste à ses souvenirs aux côtés de Miles Davis. Marcus Miller lance ensuite la tournée Tribute to Miles de l'été 2011 avec les vétérans Wayne Shorter et Herbie Hancock. En 2012, il réapparaît avec un album studio constitué de reprises de Michael Jackson, War ou Janelle Monae, avec les participations de Louis Cato (batterie), Maurice Brown (trompette) et les invités Gretchen Parlato, Ruben Blades et Dr. John.
Nommé « artiste pour la paix » par l'Unesco en 2013, Marcus Miller se fait le porte-parole du projet La Route de l'esclavage. Puis le bassiste reprend ses activités de musicien et intègre le prestigieux label Blue Note sur lequel paraît en mars 2015 l'album Afrodeezia, enregistré entre le Mali, La Nouvelle-Orléans, Paris et Sao Paulo. Trois ans plus tard, l'album suivant Laid Black accueille la chanteuse belge Selah Sue ainsi que Kirk Whalum, Trombone Shorty, Jonathan Butler, Alex Han, le groupe de gospel Take 6 et Peculiar 3.
