Kirjoita jatko tämän kappaleen - Hän oli Yhdysvaltain talviolympialaisjoukkueessa vuoden 2010 talviolympialaisissa vuoden 2009 lopulla, ja hänet valittiin kilpailemaan kaikissa viidessä kilpailussa, huolimatta harjoituksen puutteesta. Miller voitti ensimmäisessä kisoissaan, joka viivästyi useasti lämpimän sään ja huonojen lumen olosuhteiden vuoksi, pronssimitalin laskeutumisessa.
Ensimmäinen olympiavoittaja Tommy Moen jälkeen. Millerin aika oli 1:54.40, yhdeksän sadan sekunnin takaa kultamitalin voittaja Didier Défago, ja kaksi sadan takaa Aksel Lund Svindal, joka otti hopean; kulta- ja pronssimitalin välinen aikaero oli pienin olympiakilpailujen alasvuorossa. Hän voitti sitten hopeamitalin super-G:ssä, mikä antoi hänelle neljä olympiamitallia, enemmän kuin kenelläkään muulla amerikkalaisella alppirennillä. 21. helmikuuta 2010 hän voitti ensimmäisen olympialaisen kultamitalinsa superkombinaatissa. Kilpailun laskuosuuden jälkeen Miller oli seitsemännessä paikassa, mutta pääsi kolmanneksi slalom-osuudessa, jolloin hänellä oli yhteensä 2:44: 92, jolloin hän pääsi ensimmäisenä. Miller ei sitten onnistunut päättämään sekä jätti- että slalomijuoksuja, ja otti lopun kaudesta pois nilkkavammansa jatkuvien ongelmien vuoksi.