Marijas Milleres (šķīrusies – Starikova, precējusies – Plātere) dibinātā skola tika veidota kā privāta mācību iestāde meitenēm. Skola darbību uzsāka 07.1912. kā M. Milleres I šķiras astoņu klašu meiteņu skola. 06.1917. skolai piešķīra sieviešu ģimnāzijas tiesības. Saistībā ar jauniegūto ģimnāzijas statusu to pārdēvēja par M. Milleres sieviešu ģimnāziju. 1925. gadā skolu pārveidoja par zēnu un meiteņu ģimnāziju ar nosaukumu “M. Milleres ģimnāzija”.

M. Milleres ģimnāzija bija privāta izglītības iestāde. Līdz 1917. gadam tā bija pakļauta Rīgas mācību apgabala kuratora un Vidzemes guberņas Tautskolu direktora uzraudzībai, vācu okupācijas periodā no 1917. līdz 1918. gadam – Rīgas skolu valdei un Rīgas pilsētas skolu padomniekam. No 1919. līdz 1940. gadam ģimnāzijas darbību pārraudzīja un kontrolēja Izglītības ministrijas Skolu departaments. Pēc padomju okupācijas ģimnāzija īslaicīgi, 08.–09.1940., bija pakļauta Latvijas Padomju Sociālistiskās Republikas (PSR) Izglītības tautas komisariātam.

Ar mērķi paplašināt meiteņu izglītības iespējas Marija Millere 07.1912. dibināja savā vārdā nosaukto I šķiras meiteņu skolu ar divām sagatavošanas klasēm, četrām ģimnāzijas klasēm un krievu valodu kā mācību valodu. Rīgas mācību apgabala kurators atļauju skolas atvēršanai izsniedza gadu iepriekš – 07.1911. Skolas darbību sākotnēji raksturoja nepietiekams finansiālais nodrošinājums, tādēļ direktorei (tolaik – skolas pārzinei) un skolotājiem pirmajos divos darbības gados algas netika maksātas. Sākotnēji skola atradās Rīgā, Brīvības ielā 60/62 (agrāk – Aleksandra iela), kur tika īrētas deviņas telpas, kas nebija piemērotas skolnieču apmācībām. Palielinoties audzēkņu skaitam, 1914. gadā skolu pārvietoja uz piemērotākām un plašākām telpām Brīvības ielā 67/69, kur tā atradās līdz slēgšanai.

Vācu okupācijas periodā no 1917. līdz 1918. gadam skolā kā mācību valodu ieviesa vācu valodu, bet pēc neatkarīgas Latvijas valsts izveides 1919./1920. mācību gadā M. Milleres sieviešu ģimnāzija pārgāja uz latviešu valodu kā mācību valodu. Sākot ar 1920./1921. mācību gadu, ģimnāzijas sagatavošanas klasēs uzņēma arī zēnus. 1925. gadā skolu pārdēvēja par M. Milleres ģimnāziju un ģimnāzijas klasēs sāka uzņemt abu dzimumu skolēnus. Līdz ar likuma par šķirtu zēnu un meiteņu apmācību ģimnāzijās un arodskolās ieviešanu, sākot ar 1937./1938. mācību gadu skolu no jauna pārveidoja par meiteņu ģimnāziju.

Pēc Padomju Sociālistisko Republiku Savienības (PSRS) īstenotās Latvijas okupācijas Latvijas PSR Ministru kabinets 13.08.1940. pieņēma lēmumu par dažu valsts, visu privāto un sabiedrisko skolu nodošanu pašvaldību uzturēšanā. Pamatojoties uz šo lēmumu, Izglītības tautas komisārs 06.09.1940. slēdza M. Milleres ģimnāziju. Skolas inventārs un mācību līdzekļi tika nodoti Rīgas pilsētai, kas līdzšinējās ģimnāzijas telpās izveidoja Rīgas pilsētas 10. vidusskolu.

1912./1913. mācību gadā skola darbu sāka ar sešām klasēm – divām sagatavošanas un četrām ģimnāzijas klasēm. Pieaugot skolnieču skaitam, 1913./1914. mācību gadā skolā atvēra piekto ģimnāzijas klasi, 1914./1915. mācību gadā – sesto, 1917./1918. mācību gadā – septīto.

Saskaņā ar starpkaru Latvijas izglītības sistēmu M. Milleres ģimnāzijā no 1919. līdz 1934. gadam bija četras ģimnāzijas klases – pirmā (zemākā), otrā, trešā un ceturtā (augstākā). Ģimnāzija turpināja organizēt arī divas sagatavošanas klases iestājai ģimnāzijā. Sākot ar 1934./1935. mācību gadu ģimnāzijas sagatavošanas klases pievienoja M. Milleres pamatskolai. Tajā pašā gadā saskaņā ar Likumu par tautas izglītību vidusskolu kurss tika pagarināts līdz pieciem gadiem un mainījās klašu uzskaitījums: piektā (zemākā), ceturtā, trešā, otrā un pirmā (augstākā) klase.

Starpkaru gados M. Milleres ģimnāzija darbojās kā humanitārā ģimnāzija ar diviem nozarojumiem: 1) latīņu un 2) jauno valodu.

Pirmajā (1912./1913.) darbības gadā mācības skolā sāka 98 audzēknes, bet mācību darbu nodrošināja deviņi skolotāji. Skolnieču un skolotāju skaits nākamajos darbības gados pieauga. 1913./1914. mācību gadā skolā bija 162 skolnieces un 12 skolotāji, 1917./1918. mācību gadā – 258 skolnieces un 13 skolotāji. 1920./1921. mācību gadā ģimnāzijā mācījās 189 skolēni – 172 meitenes un 17 zēni. Skolnieku – zēnu skaits ģimnāzijā bija neliels, tomēr tas palielinājās 20. gs. 30. gadu sākumā. 1923./1933. mācību gadā ģimnāzijā mācījās 142 skolēni (100 meitenes un 42 zēni) un strādāja 27 skolotāji, bet 1935./1936. mācību gadā – 174 skolēni (102 meitenes un 72 zēni) un 26 skolotāji. Līdz ar likuma par šķirtu zēnu un meiteņu apmācību ģimnāzijās un arodskolās ieviešanu, ar 1937./1938. mācību gadu skolu no jauna pārveidoja par meiteņu ģimnāziju, un pakāpeniski samazinājās skolēnu – zēnu skaits.

Pirmais absolvenšu izlaidums bija 1921./1922. mācību gadā, kad ģimnāziju beidza 22 meitenes. Līdz 1937. gada vasarai skolai bija 349 absolventi (320 meitenes un 29 zēni).

Ar mērķi apvienot ģimnāzijas absolventus un veicināt ģimnāzijas attīstību 03.1929. tika izveidota M. Milleres ģimnāzijas absolventu biedrība. Biedrību likvidēja neilgi pēc skolas slēgšanas – 11.1940.

Visā ģimnāzijas pastāvēšanas laikā skolas direktore bija M. Millere.

Nozīmīgākie pedagogi bija rakstnieks Apsīšu Jēkabs, dramaturģe Marija Liepiņa, rakstnieces Austra Dāle un Marta Grimma, mākslinieks Jānis Aižens, mācītājs Pēteris Kleperis, pedagoģe Milda Liepiņa, rakstnieki Jānis Ezeriņš, Jānis Grīns un Viktors Eglītis, filozofs Teodors Celms.

Ievērojamākie absolventi bija slēpotāja Mirdza Martinsone, balerīna Mirdza Griķe, diriģents Edgars Tons, dzejniece un politiķe Elga Rodze-Ķisele.