Родилась 17 декабря 1975 года в Киеве. Отец — Богдан Йовович, врач из Черногории; мать — Галина Логинова, русская по национальности, советская и американская актриса. В детстве Милла ходила в детский сад в Днепропетровске. В 1980 году семья переехала в Лондон, потом в Сакраменто, США, а затем в Лос-Анджелес. В начале 1980-х годов её родители работали прислугой в доме режиссёра Брайана де Пальмы. В школе к ней неприязненно относились другие дети из-за того, что её родители были из Советского Союза (что было связано с новым витком холодной войны). Когда Йовович исполнилось 15 лет, её отец был арестован и осуждён на 20 лет за финансовые махинации с медицинскими страховками (провёл пять лет в тюрьме). Воспитанием Миллы и продвижением в шоу-бизнесе на начальном этапе занималась мама, Галина Йовович, которая впоследствии сама вернулась в кино. В модельном бизнесе с 11 лет, впервые появилась на обложке итальянского журнала «Lei». Позднее известный американский фотограф Ричард Аведон предложил ей фотосессию для журнала «Mademoiselle». Когда редактор журнала узнал возраст модели, он поспешил снять фотографию Йовович. Только после предупреждения со стороны Аведона фотографии были восстановлены. Проблема привлечения несовершеннолетних в шоу-бизнес на несколько месяцев стала предметом разговоров американских ток-шоу. В этот год Милла появилась на обложках 15 журналов. Милла Йовович участвовала в рекламной кампании Revlon «Самые незабываемые женщины мира». Она заключила контракты с Hugo Boss, Guess, Calvin Klein; гонорары достигали 3 тысяч долларов в день. C 1998 года — рекламное лицо L'Oreal. В кино впервые снялась в 13 лет в фильме Залмана Кинга «Слияние двух лун» (1988). В 15 лет снялась в главной роли в фильме «Возвращение в голубую лагуну» (1991).