Miley nasceu em Nashville, Tennessee, filha do cantor de música country, Billy Ray Cyrus, e de Leticia "Tish" Cyrus e neta de Ron Cyrus. Ela tem cinco irmãos: Trace (vocalista da banda Metro Station) e Brandi - por parte de mãe; Christopher Cody - por parte de pai; Noah Lindsey (que também é atriz, participou de Hannah Montana) e Braison Chance. Ela ganhou o nome de Destiny Hope (Destino Esperançoso) porque seus pais acreditavam que ela iria trazer coisas boas. E ganhou o apelido de "Miley" porque seu pai sempre chamou ela de Smiley, por ela sorrir muito.
Em Hannah Montana, ela havia ido fazer o teste para o papel de uma das amigas da protagonista, mas foi mandada embora por ser "muito pequena"; tinha onze anos. Mas foi chamada para fazer novos testes quando fez doze anos e conseguiu o papel principal. Depois disso, ela teve que julgar o próprio pai na audição para escolher o pai da personagem na série.
Então Miley estreou a série, que logo virou um fenômeno pop, além de gravar CDs e fazer os shows como Hannah Montana. Em junho de 2006, ela se apresentou no Walt Disney World, e a seguir abriu vinte dos trinta e nove shows do The Cheetah Girls.
Miley também fez uma turnê como ela mesma e como a personagem, chamada de Best of Both Worlds Tour (Melhor de Dois Mundos Turnê) que aconteceu entre 18 de outubro de 2007 e 21 de março de 2008. A turnê teve cinqüenta e quatro shows, quatorze a mais do que o previsto e os ingressos para os shows de cada lugar venderam em tempo recorde, desapontando muitos fãs.
No fim de 2007, a revista Forbes elegeu as pessoas com menos de vinte e cinco anos que mais faturaram durante o ano; Miley ficou em 14º lugar, com 3,5 milhões de dólares.
Recentemente, a atriz e cantora solicitou ao Tribunal Superior de Los Angeles a mudança de seu nome legal para Miley Ray Cyrus. O pai da menina de dezesseis anos, o cantor de country Billy Ray Cyrus, escreveu na solicitação que a mudança era para "fazer com que o nome com o qual é conhecida comumente seja o mesmo que o legal". Em ocasiões anteriores, a atriz tinha comentado que seu pai a chamava, quando pequena, pelo sobrenome Smiley por causa da sua personalidade alegre. Em 29 de janeiro de 2008, ela mudou oficialmente o seu nome para "Miley Ray Cyrus"; o nome do meio foi uma homenagem ao seu pai.