Alfred Reginald Jones, su verdadero nombre, nació el 3 de enero de 1907 en Neath, en Gales, hijo de Elizabeth Annie (nacida Truscott) y el superintendente de la acería Alfred Jones. Milland fue educado de forma independiente antes de asistir a la escuela privada King's College en Cardiff. También trabajó en la granja de cría de caballos de su tío antes de salir de casa a la edad de 21 años. Al hablar sobre las personalidades de sus padres, declaró en su autobiografía de 1974 que:

Mi padre no era un hombre cruel ni duro. Solo muy tranquilo. Creo que era un romántico incurable y, en consecuencia, tenía un poco de miedo a sus emociones y tal vez se avergonzaba de ellas ... había sido un joven húsar en la Guerra de los Bóeres y había estado presente en el alivio de Mafeking. Nunca mantuvo largas conversaciones con nadie, excepto quizás conmigo, posiblemente porque yo era el único otro hombre en nuestra familia. El hogar consistía en mi madre, una mujer bastante volátil y coqueta muy preocupada por la propiedad y por lo que pensaban los vecinos.

Antes de convertirse en actor, Milland sirvió en la Household Cavalry. Experto en tiro, se convirtió en miembro del equipo de rifles de su compañía, ganando muchas competiciones prestigiosas, incluido el Bisley Match en Inglaterra. Mientras se hallaba estacionado en Londres, Milland conoció a la bailarina Margot St. Leger, y a través de ella conoció a la actriz estadounidense Estelle Brody. Brody cuestionó el compromiso de Milland con el ejército, lo que llevó a Milland a dejarlo en 1928 con la esperanza de convertirse en actor.

Su primera aparición en el cine fue como extra sin acreditar en Piccadilly (1929), una película del director alemán Ewald André Dupont. Después de varios trabajos como extra sin acreditar, firmó con un agente de talento llamado Frank Zeitlin por recomendación del compañero actor Jack Raine. Su destreza como tirador le valió trabajar como extra para el estudio British International Pictures en la producción de Arthur Robinson de The Informer (1929), la primera adaptación cinematográfica de la novela de Liam O'Flaherty. Mientras trabajaba en The Informer, se le pidió que probara una producción filmada en un escenario vecino. Milland causó una impresión favorable con el director Castleton Knight, y fue contratado para su primer papel como Jim Edwards en The Flying Scotsman (también en 1929). En su autobiografía, Milland recuerda que durante ese rodaje se le sugirió que adoptara un nombre artístico, y eligió a Milland por las "mill lands" ("tierras de molinos") de su ciudad natal de Gales, Neath.

Su trabajo en The Flying Scotsman le valió un contrato de seis meses durante los que Milland protagonizó otras dos películas dirigidas por Knight, The Lady from the Sea y The Plaything (ambas en 1929). Convencido de que como intérprete no era gran cosa y que había obtenido sus papeles cinematográficos solo gracias a su apariencia, Milland decidió buscar trabajo en los escenarios para mejorar como actor. Al enterarse de que el dueño del club, Bobby Page, estaba financiando una compañía de turismo, Milland se le acercó con la esperanza de trabajar. Se le dio el papel de segundo protagonista en The Woman in the Room, una producción de Sam Shipman y Max Marcin. Aunque solo estuvo cinco semanas en la obra, Milland sintió que había adquirido una valiosa experiencia interpretativa.

Comenzó trabajando en el teatro en Londres, para luego pasar a protagonizar en 1929 varias producciones británicas. Con estas películas fue descubierto por Hollywood, que no tardó en reclutarlo como actor galán debido a su destacada apostura y sólida interpretación lo que le permitió estar al mismo nivel con Stewart Granger, James Stewart y Gary Cooper.

A partir de mitad de los años treinta ya es una estrella, y protagoniza películas importantes como Tres diablillos (de Henry Koster), Una chica afortunada (de Mitchell Leisen), o la cinta de aventuras Beau Geste (de William A. Wellman), donde compartió protagonismo con Gary Cooper.

En 1932, contrajo matrimonio con Muriel Frances Weber Milland (1908-†1992), tuvieron un único hijo llamado Daniel David (1940-†1981) y fueron una pareja muy estable dentro del mundo hollywoodense hasta la muerte de Milland, ella le sobrevivió 6 años. ^[1]​

En los años cuarenta su fama continuó creciendo y trabaja con grandes directores como Cecil B. DeMille en Reap the Wild Wind (donde se tuvo que enfrentar con John Wayne) y Billy Wilder en El mayor y la menor. En la primera mitad de los años cuarenta está en el apogeo de su estrellato y trabaja en buenas películas como Alondra del cielo (de Mark Sandrich), Los intrusos o La bribona (de Sidney Lanfield). Este gran momento culmina con una nueva película de Billy Wilder, Días sin huella, con la que ganó el premio Óscar de la Academia de Hollywood, y el galardón a la mejor actuación masculina en el Festival de Cannes. También destaca haber protagonizado la película de Fritz Lang Ministry of Fear de 1944.

Continuó protagonizando títulos importantes como El reloj asesino (de John Farrow), o el western titulado California (también dirigido por John Farrow). En los años cincuenta se mantuvo en buenos títulos: de esta época son películas como Cerca de mi corazón (de William Keighley), Círculo de peligro (de Jacques Tourneur), y sobre todo destaca su gran interpretación en Crimen perfecto (de Alfred Hitchcock), donde es el marido que planea matar a su esposa interpretada por Grace Kelly. En este etapa de su vida mantuvo un muy discreto romance tras bambalinas con Grace que fue cortado abruptamente por la familia Kelly.

En 1955 dirige su primera película, que también protagoniza: se trata de un western titulado Un hombre solo. Por esta época comienza a trabajar en televisión protagonizando la serie Conoce a Mr. McNulty, con la que está dos años en antena.

En 1956 dirigió su segunda película, Lisbon, de nuevo protagonizándola, y sin conseguir el éxito comercial deseado, igual que con Ladrón de manos de seda, donde de nuevo era director y protagonista en 1958. Al final de los cincuenta su interpretación televisiva aumenta, aunque todavía protagonizará una película de Allan Dwan, El filo del río, con Anthony Quinn como compañero de reparto. Al empezar los años sesenta es más habitual en televisión que en el cine, sin embargo, comienza a colaborar con el rey de la serie B, Roger Corman, para el que va a protagonizar dos películas, The Premature Burial basada en el relato homónimo de Edgar Allan Poe, y El hombre con rayos X en los ojos. De esta misma época es Pánico infinito, su cuarta película como director y actor. El resto de los años sesenta son más televisivos que cinematográficos si bien hace películas en Europa, concretamente en Francia, Alemania, Italia y España.

En 1970 trabajó en una de las últimas películas importantes, Love Story, una película que fue todo un éxito en su momento basado en el best seller de Erich Segal y dirigida por Arthur Hiller. Sirvió para convertir en estrellas momentáneas a Ryan O'Neal y a Ali MacGraw, teniendo Milland que conformarse con interpretar al despótico padre del protagonista. En la década de los setenta se le puede ver en producciones menores haciendo papeles secundarios.

También es villano en un par de capítulos de Columbo, y es uno de los muchos actores destacados que trabajan en la miniserie de éxito mundial Hombre rico, hombre pobre basado en la novela de Irwin Shaw. Trabajó como actor secundario o como protagonista invitado en series de éxito como Hotel (1983-1988) o The Love Boat (1977-1986). Milland continuó trabajando hasta 1986, cuando el cáncer de pulmón que padecía le produjo la muerte.

Cine

En diciembre de 1986, varios músicos de rock argentino formaron la Ray Milland Band. Esta agrupación estaba formada por Pipo Cipolatti, Daniel Melingo, Miguel Zavaleta, Andrés Calamaro y Camilo Iezzi, en voces, y Charly García, Gustavo Donés, Pedro Aznar y Pablo Guadalupe como la banda de acompañamiento. La banda le dedicó al actor dos canciones, «Aquí esta la Ray Milland Band» e «Himno óptico». Se presentaron en el programa Badía y Cía de Juan Alberto Badía.

La adolescente judía Ana Frank tenía una fotografía del actor en la pared de su dormitorio en el anexo secreto, que todavía sigue donde Ana la dejó colgada.

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• Ray Milland en Internet Movie Database (en inglés).