Billy Mills, byname of William Mervin Mills, (född 30 juni 1938, Pine Ridge, South Dakota, USA), idrottsman som var den första amerikanen som vann en olympisk guldmedalj i 10 000 meter och uppnådde en dramatisk upprörd seger vid OS 1964 i Tokyo.
Mills, som var en del Sioux, växte upp på en Oglala Sioux Indian reservation och, efter att han var föräldralös vid 12 års ålder, deltog i Haskell Institute, en indisk skola i Lawrence, Kansas. Där och vid University of Kansas utmärkte han sig i spårhändelser men övergav dem sedan i två år. Medan han tjänstgjorde i US Marine Corps återvände han till racing 1964 och kvalificerade sig för årets olympiska spel i Tokyo.
Mills var en lite känd deltagare i 10 000 meter lång körning; bland de som gynnades att vinna var Ron Clarke, av Australien, som hade världsrekordet. På en våt bana höll Mills takt med ledarna fram till sista varvet, när Clarke och Mohamed Gammoudi från Tunisien tvingade honom till utsidan av ett trångt fält. Som Clarke och Gammoudi kämpade för ledningen, Mills, i en desperata slutsprint, ökade förbi dem för att vinna en elektrifierande seger med bara tre yards. Hans framgång fortsatte 1965, då han satte ett världsrekord utomhus (27 minuter 11,6 sekunder) i sex milskörningen och satte USA. rekord i 10 000 meter och inomhus tre mil lopp. Filmen Running Brave (1984) baserades på hans olympiska seger.1986 grundade Mills Running Strong för American Indian Youth, som ger hälso-och skyddshjälp samtidigt som de stöder traditionella kulturer och språk. 2013 presenterades Mills med Presidential Citizens Medal av US Pres. Barack Obama.