Po przewrocie bolszewickim w Piotrogrodzie skazany zaocznie na karę śmierci, mieszkał w ambasadzie włoskiej w Piotrogrodzie. W listopadzie 1918 roku razem z korpusem dyplomatycznym wyjechał na północ. 13 stycznia 1919 roku przybył do Archangielska, gdzie został wyznaczony na gubernatora Okręgu Północnego, a w maju 1919 został wyznaczony przez gen. Kołczaka na dowódcę formującej się tam Armii Północnej „Białych”. We wrześniu główny komendant kraju, faktycznie dyktator. Miller jako jedyny z „białych” generałów nie uznał zwierzchnictwa admirała Aleksandra Kołczaka, który obwołał się Wielkorządcą Wszechrosji. Armia Millera nie była duża, jednak była uzbrojona w najnowocześniejszy sprzęt wojskowy (przekazany przez aliantów zachodnich Rosji przed przewrotem bolszewickim, transportowany przez niezamarzający port w Murmańsku i niewywieziony z magazynów portowych po obaleniu Rządu Tymczasowego i wycofaniu Rosji z wojny, ale miała słabe morale i w większości była nienależycie wyszkolona. Miała natomiast wsparcie w wojskach Ententy, które w marcu 1918 (po zawarciu przez bolszewików separatystycznego traktatu pokojowego z Niemcami i Austro-Węgrami i wycofaniu w ten sposób Rosji z wojny) zajęły porty w Murmańsku i Archangielsku, by chronić bardzo duże zapasy uzbrojenia, amunicji i sprzętu wojskowego przekazane do końca 1917 Rosji przed możliwym przekazaniem ich z kolei przez bolszewików Niemcom (zgodnie z postanowieniami brzeskiego traktatu pokojowego). Przez Murmańsk i Archangielsk przez cały 1918 rok przedostawali się do Francji żołnierze polscy, którzy następnie tworzyli tzw. Armię Hallera, w tym generał Józef Haller.