Narodila se v kyjevské porodnici. Její matce lékaři předtím stanovili diagnózu neplodnosti. Do pěti let navštěvovala mateřskou školku v hlavním městě. Již brzy upozorňovala vychovatelky svou inteligencí, když již ve třech letech, recitovala ruské básníky.

Sovětské vízum Bogimu Jovovičovi vypršelo a tak se rozhodl zůstat na Západě. Galina jako tehdy oblíbená vycházející ruská filmová hvězda dostala možnost svého manžela navštívit v Londýně. Po dvou návštěvách, se na potřetí rozhodla nevrátit zpět do Sovětského svazu. Z Londýna se po pěti letech rodina odstěhovala do městečka 20 kilometrů od kalifornského Sacramenta, kde si pronajala dům.

Aby rodina ušetřila na nájmu, poslali ji rodiče na prázdniny na letní tábor. Když navázali přátelský vztah s majitelem bytu, který zpočátku neměl důvěru k přistěhovalcům ze sovětského bloku, představili mu i Millu. V té době však začaly rodině docházet peníze a tak byli nuceni začít pracovat. Bogi začal pracovat jako soukromý lékař a Galina pracovala jako kuchařka a uklízečka v domácnostech.

Její matka chtěla svojí dceru vidět na filmovém plátně a ta, už jako malá, byla nucena strávit celé dny na castinzích a konkurzech.

Nakonec se jim podařilo prosadit ji do několika malých dětských rolí v televizních filmech Two Moon Junction a The Night Train to Kathmandu. Tehdy si ji začali všímat i modelingoví agenti. V devíti letech se objevila na prvních profesionálních fotografiích. Tato malá dívka byla oblečena do konfekce, nalíčena a vyfotografována. Tehdy začala její strmá modelingová kariéra. V 11 letech se poprvé objevila na titulní stránce italského módního časopisu Lei a o několik měsíců později i na titulní stránce časopisu pro mladé dívky Seventeen. Poté se začala objevovat i na titulních stránkách nejrůznějších módních časopisů, v televizních i tiskových reklamách. Její honoráře rostly až na 10 000 $ denně. Kromě modelingové kariéry se věnovala i filmům, z nichž nejznámější z té doby je Návrat do Modré laguny (Return to the Blue Lagoon), volné pokračování úspěšného romantického filmu Modrá laguna. Protože režisér měl extrémní pracovní nároky, ale zákony USA omezují maximální počet hodin odpracovaných dětmi, rodiče ji prohlásili finančně i právně nezávislou na rodině.

Ve 14 letech tak získala plnoletost. Projevily se u ní známky dospívání, začala kouřit a po skončení natáčení filmu Dazed and Confused si vzala v Las Vegas svého hereckého partnera Shawna Andrewse. Manželství však bylo záhy anulováno jejími rodiči, kteří ji dali podmínku „buďte spolu dva měsíce a když vše bude v pořádku, uspořádáme vám velkou oficiální svatbu, jak se patří“. Se Shawnem Andrewsem se však brzy rozešla.

O dva roky později odjela do Londýna, kde nahrála hudební album The Divine Comedy, které jí vyšlo v 18 letech. Její hudba kombinuje několik různých stylů včetně folku a popu. Po dokončení alba se přesunula zpátky do USA, kde koncertovala v několika městech a opět se vydala na dráhu modelky a zpěvačky.

Na konkurzu ve filmu Pátý element (The Fifth Element) uspěla až napodruhé a získala rovnou hlavní roli. Během natáčení se sblížila s filmovým režisérem Lucem Bessonem, za kterého se vdala v Las Vegas. Jejich manželství vydrželo několik let, avšak skončilo brzy po natočení jejich druhého společného filmu, Johanka z Arku, který se natáčel také v Česku.

V té době se stala vyhledávanou herečkou a modelkou, objevila se v exkluzivním kalendáři Pirelli. Hrála také v hollywoodských filmech Resident Evil a dostala se tak, jako herečka, do širokého povědomí veřejnosti.

Dle časopisu Forbes je jednou z nejlépe placených modelek na světě s ročním příjmem přes deset a půl milionu dolarů za modeling, hlavně díky kontraktu s L'Oreal.

Od listopadu 2007 je také matkou dcery, jež dostala jméno Ever Gabo Anderson. Otcem dítěte je režisér Paul W. S. Anderson, s nímž se setkala při natáčení filmu Resident Evil v roce 2002, za manžela si ho vzala v roce 2009 v jejich domě v Beverly Hills. V dubnu 2015 porodila druhou dceru, jež dostala jméno Dashiel Edan Jovovich-Anderson.