Miettunen absolvierte ein Studium der Landwirtschaftswissenschaften und begann seine politische Laufbahn 1945 mit der Wahl zum Abgeordneten des Reichstags im Wahlkreis Lappland. Dort vertrat er bis 1958 die Interessen des Landbundes. In den folgenden Jahrzehnten war er zugleich mehrmals Landwirtschaftsminister in den Kabinetten von Urho Kekkonen (1951 bis 1953), Karl-August Fagerholm (1956 bis 1957 sowie 1958 bis 1959) sowie Mauno Koivisto (1968 bis 1970). Im Kabinett von Fagerholm war er zusätzlich 1956 bis 1957 Finanzminister.
Miettunen war vom 14. November 1958 bis 1973 Gouverneur der Provinz Lappland.
Ministerpräsident 1961–1962 und 1975–1977
Am 14. Juli 1961 wurde Miettunen erstmals Premierminister. Als solcher leitete er bis zum 13. April 1962 ein Kabinett dem ausschließlich Minister des Landbundes angehörten.
