Тимофей Милованов окончил Киевский политехнический институт (менеджмент) в 1997 и Киево-Могилянскую академию по специальности «экономическая теория» в 1999. В 2004 году получил степень доктора философии по экономике (PhD по экономике) в Университете Висконсин-Мэдисон (США).

На протяжении своей профессиональной деятельности длительное время преподавал в европейских и американских высших учебных заведениях, среди которых Рейнский университет им. Фридриха Вильгельма в Бонне, Пенсильванский университет и Питтсбургский университет. Исследовательские интересы Тимофея охватывают такие сферы, как теория игр и контрактов, институциональный дизайн, а его научные статьи по этим тематикам 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, которая ставит целью повышение уровня экономической дискуссии в Украине. Тимофей Милованов в течение длительного времени входит в академического наблюдательного совета Киевской школы экономики.

В 2016 году Верховная Рада Украины избрала Тимофея Милованова в Совет Национального Банка Украины, вскоре он занял позицию Заместителя Председателя Совета. В 2014 и 2015 годах (после рейтинг не выходил) Forbes Ukraine включал Тимофея Милованова в рейтинг лучших украинских экономистов.