Josef Max Maria Hofmiller wird 1872 als ältestes von neun Kindern in Kranzegg im Allgäu (Sonthofen) geboren. Nur drei seiner Geschwister überleben das Säuglingsalter. Als Hofmiller vier Jahre alt ist, zieht seine Familie nach München. Später vermerkt er: „Ich habe dreierlei Blut im Leib und in der Seele: bayerisches, schwäbisches und fränkisches.“ Seine Kindheit im Oberallgäu beschreibt er in seinem Autobiographischen Roman als idyllisch und harmonisch. Um den Wünschen seiner Mutter gerecht zu werden, studiert Hofmiller zunächst am Herzoglichen Georgianum, dem Theologischen Studienseminar in München. Kurz darauf bricht er die Priesterausbildung zum Argwohn seiner Eltern ab und studiert neuere Sprachen. Nach dem Studium arbeitet er als Lehrer an einer weiterführenden Schule in Freising und ist von 1894 bis 1898 Präfekt im städtischen Erziehungsinstitut. 1901 erlangt Hofmiller die Promotion zum Dr. phil. mit einer Dissertation in englischer Literatur. Fortan arbeitet er als Professor an der Maria-Theresia-Kreisrealschule, später auch am Ludwigsgymnasium.

Immer wieder lehnt Josef Hofmiller weiterführende Posten mit der Begründung ab, er gehöre an die Schule. Er ist besonders auf dem Gebiet der Schulpolitik aktiv: Durch sein Engagement wird in Bayern die Oberrealschule als neue Schulform etabliert und mit dem humanistischen Gymnasium gleichgestellt. Während seiner Zeit als Lehrer lebt er bei seiner mittlerweile verwitweten Mutter. 1916 heiratet der „lebenslange Junggeselle“ Hulda Eggart, eine 18 Jahre jüngere Lehrerin aus Memmingen. Der Ehe entspringen drei Kinder.

Bereits als junger Lehrer schreibt Hofmiller Artikel über das Schulwesen, Musikberichte, Theaterkritiken, Buchbesprechungen und Essays zur zeitgenössischen Literaturszene. Er ist u.a. Autor für die Allgemeine Zeitung und die Münchner Neuesten Nachrichten und für seine damals beißenden Kritiken und Verrisse bekannt. In späteren Jahren werden diese jedoch milder. Seit 1904 ist Hofmiller Mitherausgeber der Süddeutschen Monatshefte. Er gilt als einer der produktivsten und bedeutendsten Essayisten seiner Zeit und verfasst Essays sowie Monografien über die großen Namen des 19. Jahrhunderts, unter ihnen Eichendorff, Heyse, Fontane, Jean Paul, Keller, Stifter. Insbesondere Goethe, mit dem er sich beispielsweise in Wege zu Goethe (1947) auseinandersetzt, und Nietzsche, dem er 1933 eine eigene Biografie widmet, beschäftigen ihn sein Leben lang. Hofmiller unterhält einen steten Briefverkehr mit verschiedenen Mitarbeitern des damaligen Nietzsche-Archivs in Weimar, beispielsweise mit Heinrich Köselitz oder Fritz Koegel. Auch Henrik Ibsen ist ein Idol seiner Jugend, für das Hofmiller unverhohlen schwärmt.

Darüber hinaus agiert Hofmiller als Herausgeber von Anthologien deutscher und fremdsprachiger Dichtungen, arbeitet als Übersetzer aus dem Französischen und Englischen und verfasst diverse Briefe, pädagogische, historische und politische Abhandlungen. Zu seinen bekanntesten Werken zählen Wanderbilder und Pilgerfahrten (1938), in welchem er altehrwürdige heimatliche Stätten dokumentiert, Zeitgenossen (1910), Über den Umgang mit Büchern (1927) und Der Meier Helmbrecht (1937).

Insbesondere nach dem Ersten Weltkrieg radikalisieren sich Hofmillers politische Ansichten. Die ehemals rein kulturell engagierten Süddeutschen Monatshefte werden immer politischer und verfolgen ab sofort eine nationalistische Linie. In seinem erst 1930 abgeschlossenen Revolutionstagebuch 1918/19 dokumentiert Hofmiller die turbulente Nachkriegszeit: Dabei rechnet er sich selbst der politischen Rechten zu. Bereits 1917 gehört er zu den prominenten Unterzeichnern des Gründungsaufrufs der Deutschen Vaterlandspartei. Trotz dieser rechtskonservativen Ader spricht sich Hofmiller gegen die Nationalsozialisten aus: „Ich kann es nicht glauben, daß von dieser Seite das Heil kommt, ich sehe nichts kommen als ein neues Langemarck.“ Seine nationalistischen Tendenzen werden 1931 von Kurt Tucholsky kritisiert: „Ich halte Hesse für einen Schriftsteller, dessen Qualitäten als Essayist weitaus größer sind als seine dichterischen Eigenschaften [...] Seine Buchkritiken [...] haben zur Zeit in Deutschland kein Gegenstück, seit Josef Hofmiller unter die Nationalisten gefallen ist.“

1922 lässt sich Hofmiller auf eigenen Wunsch nach Rosenheim versetzen und unterrichtet hier als Professor für neuere Sprachen. Seine Zeit dort entpuppt sich als besonders produktiv. In einem Brief aus dem Jahr 1931 an seine Frau schreibt er: „Ich kämpfe einen heldenhaften Kampf gegen die Überbücherung meiner beiden Schreibtische und des Flügels. Gestern und heut habe ich die Feinde scharenweise zur Strecke gebracht. Doch werden der lernäischen Hydra morgen sicher neue Köpfe wachsen.“

Hofmillers Frau Hulda leidet zeit ihres Lebens an gesundheitlichen Problemen, welche die gesamte Familie belasten und 1932 zum Umzug in ein günstigeres Miethaus am Münchner Stadtrand führen. Nur ein Jahr später, am 11. Oktober 1933, verstirbt Josef Hofmiller in Rosenheim. Er wird im Grab seiner Eltern am Münchner Ostfriedhof beigesetzt. In Erinnerung an den Literaturkritiker, Essayisten, Schriftsteller und Oberstudienrat wird das Josef-Hofmiller-Gymnasium in Freising nach ihm benannt. 

Hofmillers beide Söhne fallen im Zweiten Weltkrieg. Die Tochter tritt in die Fußstapfen des Vaters und wird Germanistin. Hofmillers gesammelte Schriften werden seit 1937 von seiner Ehefrau Hulda Eggart veröffentlicht. Sie stirbt 1981 in Memmingen.