מילי אביטל היא שחקנית. את דרכה המקצועית החלה כנערה. בגיל 19 השתתפה בסרט "מעבר לים" (ינקול גולדווסר, 1991), בתפקיד שזיכה אותה בפרס אופיר לשחקנית המשנה הטובה ביותר. ב-1993 הופיעה בסרט "גרופי" בבימויו של נדב לויתן, בתפקיד שעליו היתה מועמדת לפרס אופיר. באותה שנה עברה אביטל לארצות־הברית והחלה להופיע בסרטים הוליוודיים תוך חלוקת זמנה בין הפקות אמריקאיות וישראליות. בין סרטי הקולנוע שבהם השתתפה: "סטארגייט" (רולנד אמריך, 1994), "איש מת" (ג'ים ג'רמוש, 1995), "מינוטאור" (יונתן תמוז, 1997), "נשיקה בין חברים" (דאג אלין, 1998), "אהבה קולומביאנית" (שי כנות, 2004) ו"נודל" (איילת מנחמי, 2007). בטלוויזיה הופיעה אביטל, בין היתר, בסדרות "שבתות וחגים", "חטופים" ו"נופלות על הרגליים".
אביטל נשואה לתסריטאי זוכה פרס האוסקר צ'רלס רנדולף.