Играет на скрипке Пьетро Джованни Гварнери «Экс-Сигети», предоставленной швейцарским фондом «Нева».

Родился в Перми. Окончил Академический музыкальный колледж, затем Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского (класс профессора Владимира Иванова) и там же ассистентуру-стажировку. Продолжил обучение в Университете музыки и драмы в Граце и Венском институте музыки и исполнительского искусства под руководством профессора Бориса Кушнира. 

Лауреат множества международных конкурсов: конкурса Роберта Канетти (I премия, 2005), Astana Violin в Астане (Гран-при, 2008), Vibrarte в Париже (I премия в составе трио Con Spirito 2008), конкурса имени Давида Ойстраха в Москве (II премия, 2008) и др. 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. 

Ведёт активную концертную деятельность. Гастролирует в странах Европы, в Японии, Южной и Северной Корее, Китае, Бразилии, во многих городах России, где также проводит мастер-классы. 

Выступает на известных концертных площадках с ведущими российскими и зарубежными коллективами: Большим симфоническим оркестром имени П. И. Чайковского, Академическим симфоническим оркестром Московской филармонии, Уральским академическим филармоническим оркестром, Филармоническим оркестром Балтийского моря и др. 

Среди дирижёров, с которыми сотрудничал Павел Милюков, — 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. 

С 2008 по 2012 год — солист Санкт-Петербургского Дома музыки. 

Участник программы Московской филармонии «Звёзды XXI века». В 2016 году награждён орденом Дружбы. 

С 2016 года преподаёт в Московской государственной консерватории имени П. И. Чайковского.