Народилася 17 грудня 1975 року в Україні у місті Києві, в родині радянської актриси Галини Логінової та сербського лікаря-педіатра Богдана Йововича. Перші п’ять років провела в Україні, звідки їздила до батька в Лондон, де знаходилась його приватна клініка, — а в 1980-му році з батьками емігрувала до міста Сакраменто, США. Вищої освіти не одержала. Свою кар’єру Мілла почала в 9-річному віці з модельного бізнесу, а вже в 11 років вона потрапила на обкладинку італійського журналу Lei. Так, позуючи для обкладинок журналів і знімаючись в рекламі, вона проводить свої юні роки, роблячи при цьому кар’єру в модельному бізнесі, і не забуваючи подумувати про кар’єру професійної актриси. В подальшому вона не раз ставала обличчям таких кампаній як L’oreal, Revlon, Versace, Calvin Klеin. У 1998 році вона увійшла до десятки провідних моделей світу. А ще до свого 16-річчя юна красуня вже заробила свій перший мільйон. У кіно Мілла дебютувала в 1988 році, у тринадцятирічному віці, як молодша сестра героїні Шерілін Фенн у фільмі "Злиття двох місяців" (Two Moon Junction) Залмана Кінґа. Але відома вона стала завдяки еротичному фільму "Повернення в блакитну лаґуну". Головним досягненням Мілли вважають роль у фільмі "П’ятий елемент" (The Fifth Element), отримати яку їй було досить непросто. Дізнавшись, що почався кастинг для фільму бюджетом в 100 мільйонів доларів під керівництвом Люка Бессона, Йовович твердо вирішила отримати цю роль. А оскільки вона пробувалася на роль інопланетного створіння, то вирішила довести, яка вона інопланетянка одягнувшись у божевільний одяг на доданок вифарбувавши брови золотим кольором і взувшись у двадцятисантиметрові платформи. Так Мілла з’явилася у всій своїй красі перед Бессоном, але йому вона здалася дівкою вдягненою без смаку, тож ролі їй тоді не дісталося. Але через декілька місяців, коли відбулася їхня наступна, цього разу випадкова, зустріч Мілла з’явилась перед Бессоном у звичайнісіньких джинсах та майці, до того ж навіть без макіяжу і, привітавшись, хоробро повідомила що вона та сама дівчина, якій той не дав ролі. Вражений Бессон тільки і зміг пробелькотати "Вже дав", а незабаром Мілла і Люк, який старший за неї на цілих шістнадцять років, оголошують про своє весілля. Завдяки "П’ятому елементові", а точніше своєму чоловікові, Мілла стає зіркою першої величини, особливо після виконання головної ролі в його наступному фільмі "Жанна Д’арк" (The Messenger: The Story of Joan of Arc), який отримав досить суперечливі відгуки. Загалом, у Голлівуді Мілла має славу інтелектуалки, оскільки крім англійської та російської вільно володіє французькою і сербською мовами, складає музику, полюбляє потеревенити про літературу, до того ж була одруженою з французьким режисером. Але Йовович, як звичайнісінька американка, частенько відвідує дискотеки, клуби, модні покази, крім того захоплюється графіті, колекціонує лялькові будиночки, обожнює скейтборд і багато читає. Принаймні так було раніше.