Павел Милюков родился в 1984 году в Перми. Окончил Академический музыкальный колледж при Московской государственной консерватории имени П. И. Чайковского, консерваторию и ассистентуру-стажировку МГК (класс профессора Владимира Иванова). Продолжил совершенствоваться в Университете музыки и драмы в Граце и Венском институте музыки и исполнительского искусства под руководством профессора Бориса Кушнира.

​

Лауреат международных конкурсов в Клостер-Шёнтале (II премия, 2003), конкурса Роберта Канетти (I премия, 2005, проводился в Венгрии), имени Никколо Паганини в Москве (II премия, I премия не присуждалась, 2007), Astana Violin в Астане (Гран-при, 2008), Vibrarte в Париже (I премия в составе трио Con Spirito, 2008), имени Д. Ф. Ойстраха в Москве (II премия, 2008), в Сеуле (II премия, 2012), имени А. И. Хачатуряна в Ереване (I премия, 2012). В 2010 году стал обладателем II премии Первого Всероссийского музыкального конкурса (Москва). В 2015 году завоевал III премию на XV Международном конкурсе имени П. И. Чайковского.

​

Гастролирует по России и за рубежом, проводит мастер-классы. Выступает на известных концертных площадках с ведущими российскими и зарубежными коллективами. Среди дирижеров, с которыми сотрудничал музыкант, – Валерий Гергиев, Владимир Спиваков, Владимир Федосеев, Михаил Плетнёв, Юрий Симонов, Владимир Юровский, Кристиан Ярви, Джеймс Конлон, Александр Сладковский, Василий Петренко, Павел Коган, Роберт Канетти, Мария Эклунд.

​

Участник программы Московской филармонии «Звезды XXI века». Награжден орденом Дружбы (2016). С 2016 года преподает в Московской консерватории на кафедре скрипки под руководством профессора Владимира Иванова. Играет на скрипке Пьетро Джованни Гварнери «Экс-Сигети», предоставленной швейцарским фондом «Нева».