4 listopada 2005 Miller na zasadzie trzymiesięcznego wypożyczenia trafił do Leeds United. Później umowa została przedłużona i Irlandczyk pozostał na Elland Road do końca sezonu. 19 listopada strzelił zwycięską bramkę dla Leeds w wygranym 4:3 wyjazdowym pojedynku z Southamptonem. Następnie razem z drużyną zakwalifikował się do play–offów o awans do Premier League, w których Leeds najpierw wygrało dwumecz z Preston North End, a następnie w decydującym spotkaniu przegrało 0:3 z Watford. Miller brał udział w pojedynkach barażowych, jednak razem z zespołem „The Whites” nie udało mu się wywalczył awansu do Premier League. Podczas pobytu w Leeds wychowanek Celticu zanotował 28 ligowych występów i strzelił jedną bramkę.
W lipcu 2006 dziennik The Telegraph napisał, że Miller w okienku transferowym będzie mógł odejść z Manchesteru United, jeśli działacze „Czerwonych Diabłów” dostaną satysfakcjonującą ich ofertę. Podczas tournée po RPA Manchester 16 lipca zagrał towarzyski mecz z drużyną Orlando Pirates. Alex Ferguson zdecydował się wystawić w pierwszym składzie starszych zawodników sadzając tym samym Liama po raz kolejny na ławce rezerwowych. 31 sierpnia Miller został zawodnikiem Sunderlandu, z którym związał się trzyletnią umową.