Пианист, музыковед, педагог.
Тема докторской диссертации: «Франц Лист и его пианизм» (Моск. конс., 1941).
Родился в семье муз. мастера и настройщика. Мать – дальняя родственница А.Г. и Н.Г.Рубинштейнов. С раннего детства самоучкой начал играть на фп. Учился в Воронежском муз. уч-ще у М.Д. Берлин-Печниковой. В один из своих приездов в Воронеж юного музыканта прослушал К.Н.Игумнов, который настоятельно посоветовал ему переехать в Москву для профессиональных занятий музыкой. В1925–32 обучался в Московской консерватории. в классе С.А. Козловского, с 1929 – у Игумнова. Много и с большим успехом играл на студенческих вечерах и в открытых концертах, привлекая внимание знатоков и любителей музыки благородством, выразительностью, красотой и певучестью звука, ярким темпераментом и природной виртуозностью. Особенно удавались ему произв. композиторов-романтиков – «Симфонические этюды» Р. Шумана, Соната h moll Ф. Листа, Баркарола, Полонез fis moll и Соната h moll Ф. Шопена. В том же году поступил в аспирантуру (окончил в 1935). Молодому пианисту предрекали блестящую концертную будущность, однако тяжелейшее заболевание суставов и мышц рук закрыло перед ним этот путь.
Дальнейшая деятельность Мильштейна развивалась в сфере фп. педагогики и муз.-исследоват., по существу, муз.-писательского творчества. С 1935 ассистент и ближайший помощник Игумнова вплоть до кончины последнего (март 1948).
Почти все студенты класса Игумнова, в т.ч. Р.Атакишиев, А. Бабаджанян, К. Блюменталь, О. Бошнякович, М. Гамбарян, Д. Серов, Н. Штаркман и др., остались доучиваться у Мильштейна (некоторые из них и после окончания консерватории многие годы пользовались его консультациями). В первые же дни Великой Отечественной войны был мобилизован, в 1943, после демобилизации, вернулся на работу в консерваторию. Став прямым продолжателем музыкально-педагогических традиций Игумнова, Мильштейн за годы работы в Московской консерватории подготовил свыше 100 исполнителей, лауреатов международных конкурсов, профессоров и педагогов Московской и др. консерваторий (в т. ч. зарубежных). Среди них (кроме упомянутых): Б. Бехтерев, В. Сахаров, В. Сканави, Е. Леонская, М. Мдивани, Д. Миланова, С. Мильштейн, X. Осорио, А. Папазян, Л. Шиловская. Преподавал также в Музыкальном училище при Московской консерватории и в ЦССМШ. Как педагог предпочитал метод показа за инструментом (обладал уникальным даром читать с листа сложнейшие произведения, с неподражаемой «оркестральностью» исполнял переложения орк. партий).
Наряду с педагогической вел большую научную работу. Основной круг интересов — история и теория фортепианного исполнительства и педагогики, музыкальная текстология, творчество композиторов-романтиков, а также И.С. Баха. В 1930-е гг., в аспирантуре, написал обширное исследование о Листе, личностью и гением которого увлекался с юных лет. Этот реферат перерос в кандидатскую дисеертацию. По единодушному мнению оппонентов – А.Б. Гольденвейзера, Г.М. Когана, В.Э. Фермана – Мильштейн был сразу представлен к ученой степени доктора искусствоведения за исключительно глубокую, оригинальную и многогранную разработку материала (многие десятилетия был единственным доктором искусствоведения на фортепианном факультете). В дальнейшем, после длительной доработки и усовершенствования, исследование было преобразовано в капитальную монографию «Ф. Лист. 1811–1886» (М., 1956), неоднократно переиздававшуюся и переводившуюся на различные языки.