Roboten tros ha avfyrats av ett obemannat amerikanskt flygplan - en så kallad drönare. I augusti dödades Baitullah Mehsud, den högste ledaren för talibanerna i Pakistan, i en liknande attack.
Måndagens attack ägde rum nära Mir Ali, den näst största staden i Norra Waziristan och ett tillhåll för al-Qaidakrigare och talibaner.
En invånare i Mir Ali sade att roboten troligen träffat ett militärfordon.
- Fordonet står i brand och vi kan se rök som stiger från platsen, sade han till Reuters i telefon.
En pakistansk underrättelseofficer sade att minst fyra milismän hade dödats och att siffran kan stiga.
USA har trappat upp sina attacker mot mål i Pakistan, som ett led i ansträngningarna att få slut på striderna i Afghanistan. Pakistan protesterar officiellt mot robotattackerna med hänvisning till att de kränker landets suveränitet och kräver civila offer. Pakistanska medier har dock antytt att attacken som dödade Mehsud genomfördes efter samordning med Islamabad.
