Окончил Киевский политехнический институт (менеджмент) в 1997 году и Киево-Могилянской академии по специальности «экономическая теория» в 1999 году. 2004 г. одержал степень доктора философии по экономике (PhD по экономике) в Университете Висконсин-Мэдисон (США). За свою профессиональную деятельность длительное время преподавал в европейских и американских высших учебных заведениях, среди которых Рейнский университет им. Фридриха Вильгельма в Бонне, Пенсильванский университет, университет Пенсильвании и Питтсбургский университет. Исследовательские интересы Тимофея Милованова охватывают такие сферы, как теория игр и контрактов, институциональный дизайн, а его научные статьи на эти тематики публиковались ведущими международными академическими изданиями, среди которых Econometrica, American Economic Review, the Review of Economic Studies. Во время Революции Достоинства вместе с единомышленниками, ведущими экономистами Украины и мира, основал платформу VoxUkraine, что ставит целью повышение уровня экономической дискуссии в Украине. Тимофей Милованов течение длительного времени входит в академической наблюдательного совета Киевской школы экономики. 7 июля 2016 Верховная Рада Украины избрала Тимофея Милованова в Совет Национального Банка Украины, и с октября 2016 он занимал позицию Заместителя Председателя Совета. В 2014 и 2015 годах (после рейтинг не выходил) Forbes Ukraine включал Тимофея Милованова в рейтинг лучших украинских экономистов.