1975. december 17-én született Kijevben, Ukrajnában.
Milly édesanyja színésznőként a lányát akarta látni a filmvásznon, így a kis Milla egész nap castingokon és meghallgatásokon töltött.
Kilencéves korában Milla elkészítette első professzionális fotóit. Tizenegy éves korában Milla először az olasz Lei divatmagazin címlapján, néhány hónappal később pedig a fiatal lányok Seventeen magazinjának címlapján jelent meg. Milla gyorsan megjelent a különféle divatmagazinok címlapjain, televíziós és nyomtatott hirdetésekben.
Díjai napi 10 000 dollárra nőttek. Modellkarrierje mellett olyan filmeknek is szentelte magát, amelyek közül a leghíresebb a Visszatérés a kék lagúnához, a Kék lagúna című sikeres romantikus film ingyenes folytatása. Mivel az igazgatónak rendkívüli követelményei voltak, de az amerikai törvények meghatározták a gyermekek által ledolgozott órák maximális számát, a szülők Milát a családtól pénzügyileg és jogilag függetlennek nyilvánították.
14 éves korában Milla nagykorú lett. A serdülőkor jeleit mutatta, dohányozni kezdett, majd a Dazed and Confused forgatását követően feleségül vette színésznőjét, Shawn Andrews-t Las Vegasban. De Milla hamarosan szakított Shawn Andrews-szal. Két évvel később Milla Londonba indul, hogy felvegye The Divine Comedy című zenei albumát, amelyet 18 évesen adott ki.
Zenéje többféle stílust ötvöz, köztük a folkot és a popot. Albumát a kritikusok nagyon jól fogadták, és a mai napig nagyon népszerű darab nem csak rajongói számára. A Gentleman Who Fell című sláger még az MTV zenei listájának élén is feltűnt, és számos film dalaként is. Az album elkészülte után Milla visszaköltözik az USA-ba. Az Ötödik elem című film meghallgatásán csak a második kísérletnél sikerült és elnyerte a főszerepet.
A forgatás során szoros kapcsolatba került Luc Besson filmrendezővel, akit Las Vegasban vett feleségül. Házasságuk több évig tartott, de röviddel a második közös film, a Joan of Arc elkészülte után véget ért. Abban az időben Milla nagyon népszerű színésznővé és modellré vált, feltűnt a legrangosabb divatmagazinok címlapján, a leghíresebb divatházak ikonjaként és az exkluzív Pirelli naptárban is.
A fő színésznővé válása elhatározza a Resident Evil hollywoodi filmben betöltött szerepeit, és széles körben ismertté teszi a nyilvánosságot. A Forbes magazin szerint a Milla a világ legjobban fizetett modellje, amelynek éves jövedelme meghaladja a 10,5 millió dollárt a modellezésért, köszönhetően az óriási L'Oreal-val kötött szerződésnek. Mille számára azonban még ez sem volt elég, ezért barátjával, Carmen Hawkkal kezdi saját divatmárkáját.
Milla jelenleg forgatókönyvíróval és rendezővel, Paul Andersonszal van kapcsolatban, akivel lánya van, Ever Gabo Anderson.