Kétszeres olimpiai, háromszoros világ- és nyolcszoros Európa-bajnok úszó, a 200 méteres pillangóúszás világcsúcstartója (1:50,34). Három ifjúsági olimpiai bajnoki és 28 országos bajnoki cím fűződik a nevéhez. Egerszegi Krisztina és Darnyi Tamás után ő a harmadik úszó, aki két különböző olimpián is aranyérmet tudott szerezni.
2000. február 20-án született Budapesten, majd Tárnokon élt a családjával. Még óvodás volt, amikor elkezdett úszni a szomszédos városban, Érden és hamar kiderült, hogy nagy tehetsége van a sportághoz, nyolcévesen már Plagányi Zsolt mesteredző foglalkozott vele.
2014-ben már Selmeci Attila tanítványaként indult az országos bajnokságon, egy évvel később pedig már az Európai Ifjúsági Olimpiai Fesztiválon is részt vett, ahol a 100 méteres pillangóúszásban a negyedik helyen zárt. 2016-ban, a hódmezővásárhelyi ifjúsági Európa-bajnokságon 200 méter pillangón aranyérmet szerzett, 100 méteren ötödik lett.
2017-ben rajtkőre lépett a budapesti felnőtt világbajnokságon. A 100 pillangó előfutamában elért ideje junior világrekordot jelentett, az elődöntőben pedig ezt tovább javította, ráadásul új országos rekordot úszott. A döntőben ezüstérmes lett, újabb országos csúccsal és junior világrekorddal.
Még ebben az évben az indianapolisi junior világbajnokságon négy aranyérmet szerzett (100 és 200 pillangó, 4x100-as és 4x200-as gyorsváltó), ezzel a verseny legeredményesebb fiú úszója lett. És az éremhalmozás folytatódott, a netanyai junior Eb-n újabb három aranyat gyűjtött be (200 pillangó, 4x100 gyorsváltó mix, 4x200 gyorsváltó).
2018-ban igazolt a Budapest Honvédhoz, majd megszerezte az első felnőtt Európa-bajnoki címét, 200 pillangón, majd a Buenos Airesben rendezett ifjúsági olimpián a 200 és a 400 méteres gyorsúszásban aranyérmes, 100 pillangón pedig ezüstérmes. A következő évben a kvangdzsui világbajnokságon új világcsúccsal aranyérmes 200 pillén, 100 méteren negyedik. 2021 májusában a budapesti Eb-n duplázik, besöpri a két pillangószámot, hogy aztán a tokiói olimpián se találjon legyőzőre 200 pillangón: Milák Kristóf 21 évesen olimpiai bajnok! Hoz még Japánból egy ezüstöt (100 pillangó) és egy ötödik helyezést is (4x100 gyors váltó), majd edzőt vált, Virth Balázzsal kezd el dolgozni.
200 pillangón nagy medencében szinte verhetetlen ebben az időben, begyűjti a szám aranyérmét a 2022-es budapesti vb-n is, illetve a római Eb-n is, és mindkét versenyen nyer 100 méteren is. Rómában valósággal tarol, a két pillangós szám mellett aranyérmes a 4x200-as váltó tagjaként, illetve ezüstérmet szerez 100 gyorson, valamint a 4x100-as gyorsváltóval.
A 2023-as világbajnokságon nem vett részt, ezt követően pedig egy évig a nyilvánosságot teljesen kizárva készült, egyáltalán nem indult versenyeken. 2024 áprilisában, az országos bajnokságon tért vissza, ám hallgatásba burkolózott, senkinek nem nyilatkozott, még a szövetségi kapitány sem tudott a hollétéről. Viselkedése a közvéleményt is megosztotta. A belgrádi Eb-n aztán begyűjtötte mindkét pillangószám aranyérmét, ám az igazi megméretés, a párizsi olimpia még csak ezután következett. És a címvédés egy drámai döntőben nem sikerült, a francia Léon Marchand remek hajrával legyőzte Milákot, aki 100 méteren vigasztalódott, ezúttal a rövidebb távon szerzett olimpiai bajnoki címet!
2017-ben az év magyar utánpótláskorú sportolója, 2018-tól öt egymást követő évben az év magyar úszója. 2019-ben és 2022-ben az év magyar férfi sportolójának választották. 2021-ben A Magyar Érdemrend tisztikeresztje, 2024-ben A Magyar Érdemrend parancsnoki keresztje elismerésben részesült.
2024 novemberétől Szabó Álmos vette át a felkészülését. A neve ebben az időszakban nem csak az uszodában mutatott teljesítménye miatt tűnik fel időről időre a sajtóban, hanem amiatt is, hogy a párizsi olimpiához kapcsolódóan sem a felkészítő edző, sem a nevelő edző, sem az életjáradék kedvezményezettje mezőt nem töltötte ki a Magyar Olimpiai Bizottság felé leadott formanyomtatványon, így kérdéses, hogy az őt felkészítő szakemberek részesülhetnek-e az olimpiai járadékból.
