Родилась 17 декабря 1975 года в Киеве. Отец — Богдан Йовович, врач из Черногории; мать — Галина Логинова, русская по национальности, советская и американская актриса. В детстве Милла ходила в детский сад в Днепропетровске[3]. В 1980 году семья переехала в Лондон, потом в Сакраменто, США, а затем в Лос-Анджелес. В начале 1980-х годов её родители работали прислугой в доме режиссёра Брайана де Пальмы. В школе к ней неприязненно относились другие дети из-за того, что её родители были из Советского Союза (что было связано с новым витком холодной войны). Когда Йовович исполнилось 15 лет, её отец был арестован и осуждён на 20 лет за финансовые махинации с медицинскими страховками (провёл пять лет в тюрьме). Воспитанием Миллы и продвижением в шоу-бизнесе на начальном этапе занималась мама, Галина Йовович, которая впоследствии сама вернулась в кино.