Микола Мільчев народився 3 листопада 1967 року в Одесі. Стрілецьким спортом займається з 15 років. До цього протягом восьми років захоплювався плаванням, з якого має перший розряд. Першим тренером зі стрільби був Альберт Никанорович Осипов.
Мільчев завоював звання олімпійського чемпіона зі стендової стрільби на Олімпійських іграх 2000 року в Сіднеї, набравши 150 очок із 150 можливих (олімпійський рекорд), повторивши світовий рекорд. На Олімпійських іграх 2004 року в Афінах, набравши 121 очко поділив 9-14 місця. На Олімпійських іграх 2008 року в Пекіні, набравши 109 очков посів 32 місце. На Олімпійських іграх 2016 в Ріо-де-Жанейро пробився до бронзового фіналу і посів 4 місце поступившись спортсмену з Кувейту.
З 1972 по 1992 рік, змагання у скиті були спільними для чоловіків та жінок. Чжан Шань здобула перемогу в 1992 році, та стала єдиною жінкою якій вдалося це зробити.