Mit dem „Glenn Miller Orchestra“ feierte er grandiose Erfolge. Seine Titel wie „Moonlight Serenade“, „In the Mood“, „American Patrol“ und „Chattanooga Choo Choo“ sind weltweit bekannt. Während dem zweiten Weltkrieg war er einer der erfolgreichsten Musiker der Vereinigten Staaten. Er war auch der erste Musiker überhaupt der eine goldenen Schallplatte bekommen hat, für den Titel „Chattanooga Choo Choo“ aus dem Film Sun Valley Serenade (dt. Titel „Adoptiertes Glück“) in dem Miller auch mitspielte.
Glenn Miller kam am 1. März 1904 in Clarinda, Iowa zur Welt. Etwa 1915 kaufte sich Miller seine erste Posaune mit dem Geld, das er sich mit dem Melken von Kühen verdient hatte, und spielte im Musikverein. 1918 zog seine Familie um, diesmal nach Fort Morgan, wo Miller die High-School besuchte. Außerdem spielte er im High-School Orchester und konnte dadurch zwei Jahre seines Studiums finanzieren. Nach dem Ende der High-School 1921 entschloss sich Miller Berufsmusiker zu werden. In der Zwischenzeit studierte er das Schillinger Kompositionssystem; dabei komponierte er mit dessen Erfinder Joseph Schillinger seine spätere Erkennungsmelodie „Moonlight Serenade“.
Nach einem Studienaufenthalt an der Universität von Colorado trat er 1926 der „Ben Pollack Band“ bei. Auch Benny Goodman (damals 17 Jahre alt) spielte bei Pollack. Von 1929 bis 1937 spielte er als unabhängiger Posaunist bei Red Nichols, Benny Goodman, Ray Nobles American Band und den Dorsey Brothers. 1937 machte Glenn Miller mit seiner ersten eigenen Band Aufnahmen für Columbia (Solo Hop, April 1935, Millers erster Hit, der Platz 7 erreichte), Brunswick (Doin’ the Jive, in dem Rap-artiger Sprechgesang verwendet wird, um den titelgebenden Tanz zu erklären, vom 29. November 1937) und Decca. Die Band löste sich wegen großer Konkurrenz noch im selben Jahr auf.
Miller kehrte nach New York zurück und arbeitete als Arrangeur an einem „einzigartigen Sound“. Er machte Aufnahmen in unterschiedlichen Besetzungen, bis er im Frühjahr 1938 seinen zweiten Hit „Every Day’s Holiday“ in den nationalen Charts platzieren konnte, der seinen Durchbruch einleitete. Er gründete eine neue Band, die alle Besucherrekorde brach, und bekam schließlich einen Vertrag im Glen Island Casino auf Long Island. Die dort gezahlten Gagen reichten zwar immer noch nicht aus, um das Überleben der Band dauerhaft zu sichern. Immerhin wurden aus dem Casino regelmäßig Radioübertragungen gesendet, die Millers neuen „Sound“, in dem die Klarinette den Saxophonsatz führte, bekannt machten. Miller wurde Ende 1939 zum Jubiläumskonzert der ASCAP in die New Yorker Carnegie Hall eingeladen. Dort wurden Musikstücke wie „Moonlight Serenade“, „Little Brown Jug“ und „In the Mood“ gespielt. Die Eigenkomposition „Moonlight Serenade“ wurde Millers dritter Nummer-1-Hit. Glenn Miller komponierte außer „Moonlight Serenade“ keinen seiner Hits selber; einer seiner größten Erfolge, „In the Mood“, stammt von dem Komponisten Joe Garland.
In der Zwischenzeit waren die USA in den Zweiten Weltkrieg eingetreten. Miller trat im Februar 1942 ungeachtet seiner großen Erfolge aus seinem Orchester aus und ging nach Überwindung einiger bürokratischer Hürden wegen seines fortgeschrittenen Alters von 38 Jahren zuerst zur US Navy und danach zu den amerikanischen Luftstreitkräften, um die US-Kriegsanstrengungen zu unterstützen. Er leitete im Rang eines Captain (Hauptmann) das „Army Air Force Orchestra“, das deutlich jazz-orientierter war als seine vorherige, eher kommerziell ausgerichtete Big Band. Das wohl spektakulärste Arrangement von Jerry Gray war „American Patrol“, durchaus angemessen angekündigt als „And now, here’s the biggest tune of the books!“ Miller war während der deutschen Raketenangriffe in London. Zahlreiche Tonaufnahmen von den Darbietungen der „Army Air Force Band“ wurden in den Abbey Road Studios gemacht, teilweise mit Live-Übertragungen der BBC London, genannt „Wehrmacht Hour“, mit der Ansagerin Ilse Weinberger in deutscher Sprache. Die dort gemachten Aufnahmen sind in hervorragender Mono-Qualität und spiegeln den hohen Standard des Orchesters wider.
Paris wurde durch die Alliierten befreit. Miller sollte im Dezember 1944 mit dem „Army Air Force Orchestra“ im Olympia auftreten. Glenn Miller starb jedoch unter bis heute nicht geklärten Umständen vorher. Vermutet wird, dass das Flugzeug, mit dem er am 15. Dezember 1944 nach Frankreich unterwegs war, über dem Ärmelkanal wegen dichten Nebels von Bomben britischer Flugzeuge getroffen wurde, die sich ihrer Bombenladung entledigten. Das Wrack der zivilen Noorduyn Norseman wurde nie gefunden. In der Luftschlacht um England sind zahlreiche Flugzeuge in den Ärmelkanal gestürzt und auf den Grund gesunken sind, wo sie bis heute liegen. Die Meldung, Miller werde über dem Kanal vermisst, wurde an Heiligabend 1944 bekanntgegeben.
Millers Name wird auf dem Cambridge American Cemetery and Memorial an der Mauer der Vermissten aufgeführt.
In den frühen 1950er Jahren imitierten diverse Bandleader wie Bob Chester wie auch weitere Bigbands Millers Stil, indem die Klarinette den Saxophonsatz führt. Dies wie auch die Tatsache des Erfolgs der „Glenn Miller Story“ (Filmbiografie mit James Stewart als Glenn Miller) führte dazu, ein neues ziviles Glenn Miller Orchestra zu gründen, diesmal unter der Leitung des Jazz-Schlagzeugers Ray McKinley. Diese 1956 entstandene Band bildet heute das offizielle „Glenn Miller Orchestra“ in den Vereinigten Staaten, aktuell unter der Leitung von Nilk Hilscher. Für das offizielle europäische „Glenn Miller Orchestra“ ist der niederländische Jazzmusiker Wil Salden verantwortlich, für das „Glenn Miller Orchestra“ in England Ray McVay.
Bis heute dürfen nur diese drei Orchester die originalen Arrangements von Glenn Miller spielen. Die Lizenzen werden von der Glenn Miller Productions Inc. verwaltet. Sie entscheidet auch darüber, welches Orchester wann und wo spielen darf, und kontrolliert die rechtlichen und finanziellen Angelegenheiten.
