1832. november 26-án született a Borsod megyei Finkén (ma Edelény része) a Miklósvári Miklós családban, apja alispán volt Borsod megyében. A szabadságharc idején tizenhat évesen, iskoláit félbehagyva felcsapott a honvédseregbe, ahol közlegényből őrnagyi rangig vitte. A világosi fegyverletétel után büntetésként szekerész közlegénynek sorozták be a császári hadseregbe, később a huszárokhoz került, 1856-ban főhadnagyként szerelt le.
Hazatérve megnősült, családi birtokán szőlészkedett, és bekapcsolódott a politikai életbe. 1860–61-ben és 1867–74 között a szendrői járás főszolgabírójaként tevékenykedett. 1875-ben a Szabadelvű Párt színeiben megválasztották az edelényi választókerület országgyűlési képviselőjévé, a következő évben független szabadelvű párti, 1878–81-ben egyesült ellenzéki programmal került az Országgyűlésbe.
Az 1879. évi székesfehérvári terménykiállításon tartott gazdakongresszuson figyeltek fel szőlészeti-borászati szaktudására. Még ebben az esztendőben borászati országos kormánybiztosnak nevezték ki miniszteri osztálytanácsi ranggal a földművelési minisztériumban. Az alsófokú szőlészeti szakemberképzés fejlesztésére ő alakította ki a „vándortanár” hálózatot, 1881-ben a borkereskedelem szervezettebbé tételére létrehozta az Országos Központi Mintapincét. Ugyancsak 1881-től vezette a Borászati Törzskönyv összeállítását, 1892-ben megszervezte a Felsőbb Szőlészeti és Borászati Tanfolyamot. Ő indította meg Magyarországon a konyakgyártást a rosszabb minőségű borok felhasználására.
Miklós Gyulának jelentős érdemei voltak a XIX. század utolsó évtizedeiben Magyarországon is dúló filoxérajárvány leküzdésében és a szőlőtermesztés újjászervezésében. Az Amerikából Nyugat-Európán keresztül behurcolt, szőlőn élősködő filoxéra, azaz gyökértetű az 1870-es évek közepétől pusztította a hazai szőlőültetvényeket. Miklósnak kormánybiztosként elsődleges feladata a védekezés lett: számos amerikai vesszőszaporító telepet létesített, nagy hangsúlyt helyezett az immúnis homokterületek szőlővel való beültetésére, népszerűsítette az amerikai alanyok beoltásának módszereit, mivel ebben látta a szőlők felújításának egyik legbiztosabb módját. Kísérleti telepei közül kiemelkedett az 1884-ben felavatott és róla elnevezett kecskeméti Miklós-telep.
Éveken keresztül szerkesztette a Borászati Lapok című folyóiratot. Számos szakcikket publikált, 1888-ban közreadta könyvét Hazai szőlészetünk és a phylloxera címmel, majd 1892–94-ben a Néhány szó hazai szőlészetünk rekonstrukciójához című négykötetes munkáját. Kiváló szakmai tevékenységéért 1885-ben Ferenc Józseftől megkapta a Vaskoronarendet és a királyi tanácsosi rangot, 1890-ben pedig az Ordre du Mérite agricole francia érdemrenddel tüntették ki.
A filoxéra legyőzője 1894. május 2-án hunyt el szívszélhűdés következtében Budapesten, a finkei temetőben helyezték örök nyugalomra. Kecskemét díszpolgárává választotta, emlékére Stróbl Alajos szobrászművész tervei alapján 1895-ben Abt Sándor készített domborművet. A Miklós-telep egykori fatornyos épületében ma Borgazdasági Múzeum működik. Edelényben utca őrzi a nevét, halálának centenáriumán szülőházán emléktáblát avattak. A róla elnevezett Kertbarát Kör szervezésében Edelényben minden esztendőben borversenyt rendeznek immár több mint két évtizede.
