Во время нападения на Пёрл-Харбор Миллер оказывал помощь умирающему капитану «Вирджинии», после чего встал за зенитную установку и вёл огонь, пока не кончился боекомплект. В ходе боя им был сбит один японский самолёт. После он присоединился к спасательной операции и вытащил из воды нескольких моряков. За эти действия он первым из чернокожих был награждён Военно-морским крестом. После награждения он стал широко использоваться американской пропагандой для привлечения чернокожих на службу — выпускались плакаты и открытки с его изображением, он ездил с выступлениями по США. После окончания турне, Миллер получил назначение на авианосец «Лиском Бэй», который в ходе битвы за Тараву был торпедирован и затонул. Среди спасшихся Дориса Миллера не оказалось, так что он был признан пропавшим без вести, а спустя год — погибшим.