Przed obroną pracy magisterskiej Brenda poznała swojego przyszłego męża, Petera Milnera, inżyniera elektrycznego, który także został zrekrutowany do akcji cywilnej na rzecz wojny. Peter został jednak zaproszony do Kanady, żeby dołączyć do badań naukowych nad atomem razem z zespołem fizyków. Z tego powodu Brenda i Peter przeprowadzili się do Montrealu.
W Kanadzie Brenda przekonała Donalda Hebba, dziekana Wydziału Psychologii i wybitnego kanadyjskiego psychologa, żeby przyjął ją jako swoją studentkę na McGill University. Krótko potem Hebb zarekomendował Wilderowi Penfildowi przyjęcie Brendy do Montreal Neurological Institute na dalsze studia. Tam Brenda poczuła od razu, że "to jest dokładnie ta praca, którą chciała wykonywać, nie ważne jak duże byłyby trudności". W 1952 roku Brenda została doktorem psychologii eksperymentalnej pisząc pracę pod kierunkiem Hebba.
Obecnie zainteresowania badawcze zawiodły Milner do laboratorium neurologii/neurokognitywistyki na McGill University, gdzie pracuje razem z adiunktem Denise Klein. Do badań nad aktywnością neuronalną u osób dwujęzycznych wykorzystują PET i MRI, sprawdzając, czy do nauki nowego języka wykorzystywane są te same ścieżki neuronalne, co do nauki języka ojczystego.