Дмитрий Милованцев родился 5 ноября 1971 года в Ленинграде. Окончил Санкт-Петербургский государственный университет экономики и финансов по специальности "Экономическая кибернетика" в 1994 году.
Работал в Финансовом комитете и Комитете экономики и финансов мэрии Санкт-Петербурга. Занимал руководящие должности в Санкт-Петербургском банке реконструкции и развития и в РАО «ЕЭС России».
В начале 2000-х годов работал в холдинге «Связьинвест», участвовал в подготовке реформы, после которой несколько десятков региональных предприятий электросвязи превратились в семь укрупненных межрегиональных компаний (МРК).
С марта 2002 года - начальник управления по координации федеральной целевой программы «Электронная Россия» Министерства по связи и информатизации. С октября 2002 года по март 2004 года занимал пост заместителя министра РФ по связи и информатизации, а с 2004 по 2008 год был заместителем министра информационных технологий и связи РФ.
Также в течение нескольких месяцев руководил Федеральным агентством связи, выделенным из Минсвязи в ходе административной реформы. В частности, отвечал за подключение к интернету 50 тыс. российских школ.
После увольнения из Минсвязи в 2008-2010 гг. был председателем совета директоров зеленоградского завода "Ангстрем", а также входил в состав правления группы компаний "Армада".
В 2017 году Милованцев стал советником президента «Ростелекома» Михаила Осеевского.
Как выяснил TAdviser, в феврале 2021 года у «Прайм Груп» появились новые совладельцы: Дмитрий Милованцев и Александр Удодов. Они получили по 12,5% в уставном капитале компании. Подробнее здесь.