Door zijn vernieuwende omgang met fotografische technieken en zijn geheel eigen, surrealistische blik op de wereld neemt Man Ray een essentiële plaats in binnen de ontwikkeling van de fotografie. Lee Miller was gedurende drie jaar Man Ray's leerlinge, geliefde, model en muze. Daarnaast was zij als zijn assistente actief betrokken bij de totstandkoming van zijn werk. Miller ontwikkelde zich later eveneens tot een beroemde fotograaf met een geheel eigen handschrift. Na een periode als model te hebben gewerkt, perfectioneerde Lee Miller haar fotografische technieken gedurende de periode dat zij assistent van Man Ray was. In die jaren had zij nauw contact met de surrealisten, wier ideeën een diepgaande en blijvende invloed hebben gehad op haar denken en werken. Zo had ook zij een fascinatie voor het objet trouvé, alledaagse voorwerpen die door een minimale ingreep een heel nieuwe betekenis kregen. In haar portretten uit de jaren dertig is de invloed van Man Ray zichtbaar. Langzaam richtte zij zich echter op de realiteit en zoekt zij naar een vervreemding in de alledaagse werkelijkheid en minder op een geënsceneerde voorstelling.
 
In de jaren voor de Tweede Wereldoorlog ontwikkelde Lee Miller zich tot een fameus fotografe. In de oorlog reisde zij na de invasie mee met de voorhoede van het Amerikaanse leger. Met de Amerikaanse Time Life-journalist David Sherman trok ze door Frankrijk, Duitsland en Polen. Ze maakte er oorlogsreportages voor het tijdschrift Vogue en schokte de wereld met de eerste foto’s van Buchenwald en Dachau. Ze maakte de bevrijding van vier concentratiekampen mee. Haar oorlogsfoto's werden legendarisch.

Toen ze na de oorlog terugkeerde in de VS was ze een superster, maar de verschrikkingen bleven Miller achtervolgen. Ze werd alcoholiste en leed continu aan zware depressies. Ze fotografeerde nauwelijks meer. Ze probeerde rust te vinden bij haar echtgenoot, de surrealistische schilder Roland Penrose. Met Penrose kreeg ze een zoon, Anthony. Eind jaren vijftig kochten ze Farley Farm, een eenvoudig boerderijtje. Dit huis waar Lee Miller en Roland Penrose een ontmoetingsplek voor kunstenaars van maakten, is nu ook museum: Farley Farm. In de jaren vijftig en zestig vormde de boerderij van dit echtpaar het middelpunt van een kunstenaarskolonie in het zuid-Engelse dorp Chiddingly. Elk weekeinde nodigden ze op Farley Farm een reeks van gasten uit, onder wie Picasso, Miró, Max Ernst, Man Ray, Henry Moore en de dichter Paul Eluard.
 
Zoon Anthony beheert inmiddels de nalatenschap van zijn ouders. Lee Miller overleed in 1977.