Moskva Universiteti yanında kübarlar pansionunda təhsil almışdır. 1835-ci ildən Daxili İşlər Nazirliyində xidmət edirdi. 1842-ci ildə təsərrüfat departamentinin şəhər bölməsinin idarə edilməsi Milyutinə tapşırılmışdı. Burada o, "Şəhərin əsasnaməsi" ("Городовое положение», 1846) adlı sənəd tərtib etmişdir. Özünüidarə qaydalarına görə diqqəti cəlb edən bu sənəd əvvəlcə Peterburqda, daha sonra Moskvada və Odessada tətbiq edilmişdir. 1852-1854-cü illərdə Milyutin Rus Coğrafiya Cəmiyyətinin statistika bölməsinin və şurasının iclaslarında çox fəal iştirak etmişdir. Onun bilavasitə rəhbərliyi ilə "Rusiyada şəhər məskənləri" adlı kitabın ilk iki cildi və 1838-1858-ci illərdə şəhərlərin təsərrüfatları barədə məlumatlar "Şəhərlərin ictimai quruluşu və təsərrüfatı" adı ilə nəşr edilmişdir. 1850-ci ildə təsərrüüfat departamentində "Rusiyanın hökumət statistikası" barədə materialların ətraflı toplusu tərtib edilmiş, həmin topludan Milyutin tərəfindən hazırlanmış çıxarış "Rusiyada şəhər və əkinçilik məskənlərinin sayı" adı ilə "Rusiya haqqında statistik məlumatlar məcmuəsi"ndə (1851, kitab 1) çap edilmişdir. Kəndlilərin təhkimçilikdən azad edilməsi ilə əlaqədar Milyutinin təşəbbüsü ilə "1 yanvar 1854-cü ildən 1 yanvar 1859-cu ilə qədər açıq hərracda satılmış torpağın qiyməti barədə məlumatlar" (SPB., 1859) və "1856-1858-ci illərdə azad satışda olan boş torpaqların qiyməti barədə məlumatlar" (SPB., 1860) toplanmış və çap edilmişdir. Onun rəhbərliyi ilə Polşa çarlığının təsərrüfat əsasnamələrinin təhlilindən ibarət "Polşa çarlığında tədqiqatlar" adlı sanballı əsər yaradılmışdır (1863-1864). 1856-cı ildən kəndli islahatında iştirak etmişdir. Kəndi icmasının geniş özünüidarə hüququnun və müstəqilliyinin tərəfdarı olan Milyutinin əleyhdarları çox idi. Onlar məhz bu prinsiplərin həyata keçirilməsindən ehtiyat edirdilər. 1859-cu ildə Daxili İşlər nazirinin ortağı ("yoldaşı") təyin edilmiş Milyutin 1861-ci il kəndli islahatının hazırlanması ilə əlaqədar bütün işlərə faktiki rəhbərlik edirdi. 1859-1861-ci illərdə o, həm də 1864-cü il Zemstvo islahatı layihəsinin hazırlanması üzrə komissiyanın sədri olmuşdur. 1861-ci ilin yazında senator təyin edilməsi ilə əlaqədar 1861-ci il 19 fevral manifesti çıxandan 5 həftə sonra öz vəzifəsini tərk edir. Polşada 1863-1864-cü illər üsyanı dövründə vəziyyətlə yerində tanış olmaq üçün Polşaya göndərilmişdir. 1864-cü ildə Polşanın dövlət katibi və Varşavada general-qubernatorun dəftərxanasında mülki işlər müdiri təyin edilmiş Milyutinin Polşadakı bütün işlərin əsas rəhbəri olur. 1865-ci ildən dövlət şurasının üzvü Peterburqda Polşa çarlığı dəftərxanasının baş rəisi və Polşa kəndlilərinin məişətinin tənzimlənməsi üzrə baş komitənin üzvü olmuşdur. 1867-ci ildə xəstəliyi ilə əlaqədar dövlət fəaliyyətinə xitam verir.

Nekrasov onu "Namuslu çilingər-vətəndaş" adlandırmışdır. Milyutin öz adını həmişə kəndlilərin azad edilməsi kimi böyük bir işlə, Rusiya Zemstvo özünüidarəsinin başlanması ilə, eləcə də keçmiş Polşa çarlığında bütün həyat tərzinin kökündən dəyişdirilməsi ilə bağlayırdı.

• Общественное устройство и хозяйство городов. (2 т.) — 1838, 1858.
• Извлечение из свода материалов по «Правительственной статистике России» — «Число городских и земледельческих поселений в России» (в «Сборнике статистических сведений о России» (1851, кн. 1))
• Очерк нижегородской ярмарки. — 1858.
• Банковые долги и положение губерний в 1856 г. — 1859.
• Сведения о приказах общественного призрения. — 1860.
• Сведения о ценах на земли, проданные с публичных торгов с 1 января 1854 г. по 1 января 1859 г. — СПб, 1859.
• Сведения о ценах на пустопорожние земли в вольной продаже с 1856 по 1858 годы. — СПб, 1860.
• Исследования в Царстве Польском. — 1863 — 64.

1. Н. А. Милютин. Некрологи. — М., 1873.
2. Anatole Leroy-Beaulieu «Un homme d’etat russe». — Париж, 1884.
3. Н. А. Милютин. — «Русская Старина», 1880, 1.
4. Щербальский П. Н. А. Милютин и крестьянская реформа в Польше. — «Русский Вестник», 1882, 10—12, отд., Москва, 1883.
5. Главные деятели освобождения крестьян. Под ред. С. А. Венгерова. — СПб, 1903.
6. Кизеветтер, в сборнике «Освобождение крестьян. Деятели реформы». — М., 1911.
7. Д. Н. Шилов. Члены Государственного совета Российской империи 1801—1906. СПб., 2007, стр. 497—501.