Nathan Mironovitch Milstein (en russe : Ната́н Миро́нович Мильште́йн), né le à Odessa et mort le à Londres, est un violoniste d'origine russe et juive, naturalisé américain en 1942 après avoir passé une grande partie de sa vie aux États-Unis.
Il revient à Odessa en 1917 lorsque Auer quitte la Russie pour la Norvège, et part en 1921 pour Kiev où il rencontre Vladimir Horowitz, avec lequel il se lie d'amitié. Ils partent ensemble pour une tournée européenne en 1925 en tant qu'ambassadeurs culturels de l'Union soviétique. Milstein ne retournera jamais dans son pays, vivant d'abord à Berlin, puis à Bruxelles, où il étudie avec Eugène Ysaÿe.
Milstein fait ses débuts aux États-Unis en 1929 : tournée avec Horowitz et le violoncelliste Gregor Piatigorsky, il jouait sur un Stradivarius de 1710 ayant appartenu à Goldmann et qu'il nomme affectueusement « Marie-Thérèse » (prénom de sa femme), concerts avec Leopold Stokowski et l'Orchestre de Philadelphie. Il s'installe à New York, revenant fréquemment donner des concerts en Europe et est considéré comme l'un des plus grands violonistes du XXe siècle : fuyant le spectaculaire et les effets faciles et faisant corps avec son instrument, il est connu en particulier pour ses interprétations d'œuvres de musique romantique ainsi que des Sonates et partitas pour violon seul de Jean-Sébastien Bach. Il continue à donner des concerts à plus de 80 ans mais doit mettre fin à sa carrière en 1987, à l'âge de 83 ans, à la suite d'une fracture de la main, après avoir passé les dernières années de sa vie à adapter ses doigtés pour trois doigts encore fonctionnels.
Milstein est également l'auteur d'un grand nombre d'arrangements pour violon ainsi que de cadences, en particulier pour les concertos de Mozart (K. 219), de Beethoven (op. 61), de Brahms (op. 77) et de Paganini (op. 6).