Millepied è nato a Bordeaux in Francia[1] ed è cresciuto a Dakar in Senegal. La sua formazione da ballerino è iniziata all'età di 8 anni con sua madre, una ex ballerina di balletto. Tra i 13 e 16 anni ha studiato con Michel Rahn al Conservatorio Nazionale (Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Lyon) di Lione.
Nell'estate del 1992 frequentò le lezioni della School of American Ballet (SAB) e tornò allo studio a tempo pieno nel 1993 con una borsa di studio del Ministero degli Esteri Francese (Bourse Lavoisier). Al workshop primaverile della SAB interpretò il ruolo principale alla prima di 2 and 3 Part Inventions di Jerome Robbins, ruolo per cui ricevette anche un Prix de Lausanne
Millepied si unì ai ballerini del New York City Ballet nel 1995, venne promosso solista nel 1998 e divenne il ballerino principale nel 2002.[1] Millepied è anche coreografo, crea balletti per il City Ballet, per l'American Ballet Theatre e per la sua compagnia personale, Danses Concertantes.[2][3]
Nel 2009 ha lavorato come coreografo per il film Il cigno nero, un thriller psicologico diretto da Darren Aronofsky, nel cast anche Natalie Portman e Mila Kunis.[4]
Un paio di mesi di riprese e Millepied si è subito trovato dall'altra parte della telecamera come partner di ballo della Portman e della Kunis. Non aveva molte battute, ma quando la rivista Details gli chiese cosa pensasse della recitazione disse: "Mi ci sono veramente appassionato... Sono rimasto stupito, soprattutto da Natalie, vederla era strabiliante".[5]
Benjamin ha lasciato la sua convivente, la ballerina Isabella Boylston, quando ha iniziato una relazione con l'attrice Natalie Portman, incontrata mentre lavoravano insieme al film Il cigno nero.[6]
Nel dicembre 2010, Millepied e la Portman hanno confermato il loro fidanzamento[7]; Aleph, il loro primo figlio, è nato nel giugno 2011.[8] Il 4 agosto 2012 la coppia si è sposata a Big Sur, California, con una cerimonia di rito ebraico.[9] Il 22 febbraio 2017 è nata la loro seconda figlia, Amalia[10]. La coppia si separa nel 2023.
^abcNYCB biography for Benjamin Millepied, su nycballet.com, New York City Ballet. URL consultato il 27 aprile 2010 (archiviato dall'url originale il 13 giugno 2010).