Miller trat 1968 in die PZPR (Polens KP ) ein und war vor der politischen Wende 1989 Mitglied des Zentralkomitees und des Politbüros der PZPR. 1989 nahm er an Runden-Tisch-Gesprächen teil. Seit 1990 war er in leitender Funktion in neugegründeten SdRP tätig ( Generalsekretär stellv. Vorsitzender). In der 1999 von einem Wahlkomitee zu einer regulären Partei umgebildeten SLD (Sozialdemokraten) wurde er zum Vorsitzenden gewählt. Posten gab er im März 2004 ab Angaben zu Folge um sich besser auf Amt des Ministerpräsidenten konzentrieren zu können.
Unmittelbar nach dem EU-Beitritt trat Miller 2. Mai 2004 zurück. Er wollte nicht zulassen durch die Regierungskrise die Integration Polens in EU geschwächt würde. Zuvor hatten 20 Abgeordnete Sozialdemokratische Partei verlassen und damit die Basis die Minderheitsregierung weiter geschmälert. Sie warfen dem früher Macher gefeierten Miller vor zuwenig gegen einige Korruptionsfälle und die Arbeitslosigkeit (20%) unternommen zu haben. Als Nachfolger der ehemalige Finanzminister Marek Belka ernannt. Den Parteivorsitz gab Miller schon März 2004 ab.