Тимофій Милованов закінчив Київський політехнічний інститут та Києво-Могилянську академію за спеціальністю «економічна теорія». Здобув науковий ступінь доктора філософії з економіки (PhD) в Університеті Вісконсин-Медісон (США).

За свою професійну діяльність тривалий час викладав у європейських та американських вищих навчальних закладах, серед яких Рейнський університет ім. Фрідріха Вільгельма у Бонні, університет Пенсильванії та Піттсбурзький університет. Дослідницькі інтереси Тимофія охоплюють такі сфери, як теорія ігор та контрактів, інституційний дизайн, а його наукові статті на ці тематики публікувалися провідними міжнародними академічними виданнями, серед яких Econometrica, American Economic Review, the Review of Economic Studies.

Під час Революції Гідності разом із однодумцями, провідними економістами України та світу, заснував платформу VoxUkraine, що ставить за мету підвищення рівня економічної дискусії в Україні. Протягом тривалого часу входить до академічної наглядової ради Київської школи економіки.

2016 року Верховна Рада України обрала Тимофія Милованова до Ради Національного Банку України, і з жовтня 2016 року він обіймав позицію Заступника Голови Ради. У 2014 і 2015 роках Forbes Ukraine включав Тимофія Милованова до рейтингу найкращих українських економістів.