Muito conhecida por Stranger Things e Enola Holmes, da Netflix, Millie Bobby Brown nasceu em Marbella, na Espanha, sendo a terceira de quatro filhos de pais ingleses. A família mudou-se para Bournemouth, na Inglaterra, quando ela tinha cerca de quatro anos, e depois para a Flórida, quatro anos depois. Ela nasceu com audição parcial em um ouvido, perdendo gradualmente toda a audição nesse mesmo ouvido ao longo dos anos.

Em 2013, Millie fez sua estréia como atriz na série de fantasia da ABC, Once Upon a Time in Wonderland, um spin-off de Once Upon a Time, interpretando o papel da Alice quando jovem. Em 2014, ela estrelou um papel principal na série paranormal da BBC America, Intruders, como Madison O'Donnell. Também fez aparições na série policial NCIS, da CBS, em Modern Family, da ABC, e na série médica Grey's Anatomy.

Em 2016, a atriz começou a interpretar a personagem Onze (Eleven), na série de terror e ficção científica da Netflix, Stranger Things. Sua atuação foi aclamada pela crítica e ela foi indicada para o Screen Actors Guild Award de Melhor Ator em Série Dramática e o Primetime Emmy Award de Melhor Atriz Coadjuvante em Série Dramática. Millie ganhou o Screen Actors Guild Award por Melhor Performance em Conjunto em uma Série Dramática com seus outros companheiros de elenco e venceu o 43º Prêmio Saturno de Melhor Performance de um Jovem Ator em Série de Televisão. Também recebeu sua segunda indicação ao Emmy, em 2018, por seu papel como Onze.

Fora dos cinemas, ainda em 2016, Brown estrelou o videoclipe do single "Find Me" de Sigma e Birdy. Em janeiro de 2017, a atriz fez sua estréia como modelo na campanha By Appointment, da Calvin Klein. No ano seguinte, Millie foi escalada para estrelar e produzir a adaptação cinematográfica de Enola Holmes, contracenando com nomes de peso como Henry Cavill e Helena Bonham Carter. Em abril de 2018, ela foi eleita uma das 100 pessoas mais influentes do mundo pela revista Time, tornando-se a pessoa mais jovem a ser incluída na lista. Ainda em 2018, se tornou a pessoa mais jovem a ser nomeada Embaixadora da Boa Vontade da UNICEF. O Hollywood Reporter colocou Brown entre as trinta maiores estrelas de Hollywood com menos de dezoito anos.

Sua estreia no cinema ocorreu em 2019, em Godzilla II: Rei dos Monstros. No mesmo ano, foi anunciado que Brown estrelaria a adaptação para o cinema de "Suzy e as águas-vivas", de Ali Benjamin. Também em 2019, ela se tornou a embaixadora da campanha Juntos #WePlayStrong da UEFA.