Elle commence sa carrière en 2013 dans la série Once Upon a Time in Wonderland où, âgée de neuf ans, elle tient le rôle d'Alice enfant. Elle est surtout connue pour son rôle dans la série Stranger Things, dans laquelle elle joue le personnage de Onze / Elfe.
Millie Bobby Brown est née le 19 février 2004 à Marbella, près de Malaga, dans le sud de l'Espagne. Ses parents, Kelly et Robert Brown, sont britanniques. Son père est un agent immobilier. Elle est la troisième d'une fratrie de quatre : elle a une sœur aînée, Paige ; un frère aîné, Charley, dit Charlie, né le 16 août 1997 ; et une sœur plus jeune, Ava, née le 20 janvier 2012.
Kelly et Robert Brown et leurs deux enfants, Paige et Charley, s'installent à Marbella en 2003. A leur arrivée dans la station balnéaire de la Costa del Sol, où les parents de Robert gèrent un restaurant, Kelly est déjà enceinte de Millie.
Après la mort de son grand-père paternel, Millie Bobby Brown, âgée de quatre ans, et ses parents, quittent Marbella pour une autre station balnéaire : Bournemouth, dans le Dorset, au sud de l'Angleterre.
