Юрий (Георгий) Сергеевич Милютин родился 18 (5) апреля 1903 года в Москве.
В 1917—1919 гг. занимался на музыкальных курсах В.Коссовского. В 1918 году окончил Московское реальное училище, в 1921 году — театральную студию Московского Камерного театра, в 1930—1934 гг. обучался в Московском областном музыкальном техникуме по классу композиции С.Василенко и А.Александрова.

Был драматическим актёром в Камерном театре (1920), Московском театре им. Софронова (1921), а также в Московском Опытно-героическом театре (1922), к спектаклям которого («Копилка» Э.Лабиша и И.Эрдмана, «Женитьба» Н.Гоголя) сочинил музыку.
В 1924—1925 гг. Милютин - пианист и композитор в «Синей блузе», писал вальсы, марши, танго, фокстроты, романсы, хлёсткие куплеты, мелодекламации («Марш-плакат», стихи С.Третьякова, 1925; «Мне не дано быть розой без шипов», стихи В.Инбер, 1924; «Голова», стихи Э.Верхарна, 1924 и др.).
Писал много танцевальной музыки и песен (знаменитый «Шумит ночной Марсель», стихи Эрдмана, 1924, «Танго», 1924 и «На старой барже», 1926, оба на стихи О.Осенина; «Джипси-чарльстон», 1929 и др.) для театров миниатюр «Кривой Джимми», «Павлиний хвост», кабаре «Нерыдай».
В 1929—1932 гг. Ю.Милютин - пианист-иллюстратор в кинотеатрах, заведующий музыкальной частью и автор музыки театров под руководством Ю.Завадского, Студии Р.Симонова, Театра сатиры.
В 30—40-х гг. Милютин создал ряд популярных массовых песен («Гибель Чапаева», стихи З.Александровой, 1936; «На Дальнем Востоке», стихи В.Гусева, 1938; «Чайка», стихи В.Лебедева-Кумача, 1938, «Возле города Кронштадта», стихи В.Ванникова, 1942, «Под Белгородом», стихи П.Бурьянова, 1944).
В послевоенный период Ю.Милютин возвращается к лирике: «Ленинские горы», «Среди полей России», «Провожают гармониста» (1949), «Синеглазая» (1955) все на стихи Е.Долматовского.
Творчество Милютина богато и разнообразно. Выросший в театре, он хорошо чувствовал драматургию песни. Природный мелодический дар обеспечивал успех. В послевоенные годы наряду с песней много внимания уделял оперетте: «Девичий переполох» (1945), «Беспокойное счастье» (1947), «Трембита» (1949), «Поцелуй Чаниты» (1957), «Цирк зажигает огни» (1960) шли во многих театрах страны. Работал также в области киномузыки.
Юрий Милютин - Народный артист РСФСР (1964), лауреат Сталинской (Государственной) премии (1949).
Умер Юрий Сергеевич 9 июня 1968 года.