В 1925 году вступает в комсомол, с 1926 года по путевке комсомола начинает работать в уголовном розыске Алтайского края, Западной Сибири, Казахстана, Средней Азии. В 1938 году, подготовившись самостоятельно, поступает на исторический факультет Средне-Азиатского государственного университета. В период учебы появляются его первые стихи на страницах республиканских газет. В 1939 году в издательстве детской литературы Ташкента выходит первый сборник его стихов.

На войне прошел путь от солдата до офицера. Участвовал в штурмах Бреста, Кенигсберга, Берлина. После войны работал в редакции газеты Туркестанского военного округа, в аппарате Союза писателей Узбекистана. В 1950 году окончил партийную школу, до 1955 года работал редактором журнала «Звезда Востока». В этот период он много пишет. Книга «Разведка идет впереди», которая в 1949 году вышла в Ташкенте, была переиздана в Москве и переведена на польский язык. «Рассказы» (1950), «Всегда вперед» (1951), «Рассказы о недавнем прошлом» (1954), «Дорога солдата» (1955), «Мои позывные Россия (1956, 1961), «Таких щадить нельзя» (1958, 1965). Выступал как публицист и переводчик с узбекского. В 1959 году Мильчаков переехал в Орёл. В январе 1960 года стал ответственным секретарем Орловского отделения Союза писателей СССР. В 60-ые годы создал инсценировки повестей «Разведка идет боем» и «Таких щадить нельзя», они были поставлены на сценах Орловского и Владимирского драматических театров.

В 1964 году тяжело заболел, но продолжал работать. Вышли в свет: «Загадка 602-й версты» (1968), «Бой у старого Мазара» (1969) «Птенцы орлов» Кн.1-2(1969-1974), «Погоня» (1977).

Мильчаков неоднократно избирался депутатом райсовета, горсовета, был делегатом Х1 съезда Коммунистической партии Узбекистана, делегатом 2 съезда писателей РСФСР, У съезда писателей СССР.

Награждён двумя орденами «Знак Почёта», двумя орденами «Красной Звезды», орденом Трудового Красного Знамени. 5 января 1973 года Владимир Мильчаков ушёл из жизни. Похоронен на Троицком кладбище в Орле.