Skrifaðu framhald fyrir þessa málsgrein - Hann var valinn í bandaríska liðið fyrir vetrarólympíuleikana 2010 í lok árs 2009 og var valinn til að keppa í öllum fimm greinum, þrátt fyrir skort á þjálfun. Í fyrstu keppni sinni, eftir nokkra seinkun vegna hlýs veðurs og slæma snjóa, vann Miller bronsverðlaun í niðurföllum.
Hann er fyrsti Bandaríkjamaðurinn sem hefur unnið gullverðlaun á Ólympíuleikunum í niðurföllum síđan Tommy Moe vann gull árið 1994. Tími Miller var 1:54.40, níu hundraðsta sekúndu á eftir Didier Défago og tveimur hundraðsta á eftir Aksel Lund Svindal, sem vann silfurverðlaunin. Tímasmunurinn milli gull- og bronsverðlaunanna var sá minnsti í sögu Ólympíuleikanna. Hann vann síðan silfur í ofur-G, og fékk hann fjögur Ólympíumedalir, fleiri en nokkur annar bandarískur alpínskeppni. Hinn 21. febrúar 2010 vann hann sitt fyrsta gullverðlaun á Ólympíuleikunum í súper-samkeppni. Miller var í sjöunda sæti en varð þriðji í slalóm, og hlaut þá í heildartíma 2:44.92 og endaði í fyrsta sæti. Miller náði ekki að ljúka bæði risa- og slalómhlaupið og tók sér tímabilið í frí vegna áframhaldandi vandamála með ökklaskaða.