Nacida en Roma, Allison Miller creció en Lexington, Kentucky hasta que su familia finalmente se estableció en Tallahassee, Florida, donde estudió danza, piano, actuación y canto mientras todavía estaba en la preparatoria y antes de asistir brevemente a la Universidad de Florida en Gainesville. Terminó por abandonar la universidad y se mudó a Los Ángeles para comenzar una carrera en la actuación. Apareció en un episodio de Hospital General en 2006 y siguió con varias otras participaciones en televisión y películas antes de obtener un papel en la aclamada serie Reyes (2009). También ese año apareció en 17 otra vez (2009) y Blood: The last vampire (2009). En 2011 coprotagonizó como Skye Tate en la temporada única de la serie Terra Nova. En 2014, Miller protagonizó Heredero del diablo, una película de terror de material encontrado. Interpretó el papel de Sonya Struhl, una abogada que defiende Liberty High School en la segunda temporada de la serie original de Netflix Por 13 razones.