Terzogenita di quattro figli, Brown è nata in [[Spagna]], vicino a [[Malaga]],<ref>{{Cita web|url=https://www.youtube.com/watch?v=Da4SABaYXRs&feature=youtu.be&t=174|titolo=Millie Bobby Brown - Full Panel/Q&A - SLCC 2016|sito=[[YouTube]]|data=2 settembre 2016|accesso=12 gennaio 2017}}</ref> da genitori britannici che all'epoca gestivano un kebabbaroristorante a [[Marbella]].<ref>[http://www.theolivepress.es/spain-news/2016/09/04/stranger-things-child-star-millie-bobby-brown-heads-home-to-costa-del-sol/Stranger Things child star Millie Bobby Brown heads home to Costa Del Sol]</ref> Nel 2008 la famiglia si trasferisce a [[Bournemouth]], in [[Inghilterra]] e nel 2011 nuovamente ad [[Orlando (Florida)|Orlando]], in [[Florida]],<ref>{{cita web|url=https://www.imdb.com/name/nm5611121/bio?ref_=nm_ov_bio_sm#mini_bio|titolo= Millie Bobby Brown - Biography|pubblicazione=Internet Movie Database|lingua=en}}</ref> dove Brown ha modo di frequentare una scuola di recitazione. Qui viene notata da un agente dello spettacolo di [[Hollywood]] che consiglia ai genitori di portare la figlia a [[Los Angeles]] per farla partecipare a delle audizioni.<ref>{{cita web|url=https://www.bbc.co.uk/programmes/profiles/51l7DsxMSShPNQH4KP7nRRl/madison-o-donnell|titolo=BBC Two - Intruders - Madison O’Donnell|sito=bbc.co.uk|lingua=en}}</ref> Vi partecipa e viene scritturata per interpretare Alice (da bambina) in un paio di episodi della serie televisiva ''[[C'era una volta nel Paese delle Meraviglie]]'' andati in onda nel 2013.<ref name="enfantsacteurs">{{cita web|url=http://enfantsacteurs.skyrock.com/3248747976-Millie-Brown.html|titolo= Millie Bobby Brown|sito=Skyrock.com|lingua=en}}</ref>
In seguito viene scritturata nel cast principale della serie televisiva del 2014 ''[[Intruders (serie televisiva)|Intruders]]'', avendo poi modo di avere una parte di rilievo in un episodio di ''[[NCIS - Unità anticrimine]]'' e apparire anche in ''[[Modern Family]]'' (nel ruolo di Lizzie) e ''[[Grey's Anatomy]]''.<ref name="enfantsacteurs" />
