W tym czasie Doris był już w drodze na nową jednostkę.
Miller zgłosił się na Puget Sound Naval Shipyard and Intermediate Maintenance Facility 15 maja 1943 roku. Ponownie podniesiono jego rangę, tym razem na Kucharza Oficera 3 Kategorii na lotniskowcu USS „Liscome Bay”. Po szkoleniu na Hawajach załoga lotniskowca została wysłana do walk u wybrzeży Wysp Gilberta. Załoga uczestniczyła w bitwie pod Tarawą 20 listopada 1943 roku. 24 listopada japońska torpeda z okrętu typu I-175 trafiła w rufę okrętu. Ten zatonął w kilka minut. Ocalało 242 członków załogi. Pozostałych uznano za zmarłych. Dnia 7 grudnia 1943 roku rodzice Dorisa zostali zawiadomieni, że najprawdopodobniej ich syn zginął w boju. Nabożeństwo żałobne odbyło się 30 kwietnia 1944 roku w Waco, w Kościele Baptystów, sponsorowanym przez Klub Zwycięstwa. 28 maja w hołdzie Dorisowi Millerowi wystawiono pomnik w Moore High School. 25 listopada Sekretarz Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych ogłosił oficjalnie, że Doris Miller zginął w boju.