Padres byli na posledním místě v National League West s rekordem 42<unk>76, 26 zápasů od prvního místa, a vyměnili Millera na National League East divizi vedoucí Pittsburgh Pirates 10. srpna 1971 za Johnny Jeter a Ed Acosta. Miller pokračoval ve svém úspěchu v bullpenu a ukončil sezónu s Piráty s 1<unk>2 rekordem a třemi záchranymi ve 16 vystoupeních, všechny v úlevě, skončil s průměrem 1.29 ERA. Miller nadhazoval druhý zápas National League Championship Series v roce 1971
, vstoupil do šesté směny a vzdal se tří úderů, tří procházek a dvou běhů ve třech směnech práce ve hře, ve které Piráti porazili San Francisco Giants o konečný skóre 9<unk>4. V roce 1971 hrál v úlevě ve třech zápasech Světové série proti Baltimore Orioles, které Piráti vyhráli v sedmi zápasech, objevil se v úlevě ve všech třech Pirátských porážkách (v prvním, druhém a šestém zápase série), přičemž ztrátu v zápase 6 přijal, když se vzdal oběti Brooksovi Robinsonovi, který přinesl vítězný běh.