Γεννήθηκε στο Περιστέρι Πωγωνίου, των Ιωαννίνων, το 1932. Φοίτησε στη Ζωσιμαία Σχολή και σπούδασε φιλολογία στο ΑΠ Θεσσαλονίκης. Υπηρέτησε τη μέση εκπαίδευση, στην Ελλάδα και την Κύπρο, ως καθηγητής, γυμνασιάρχης και σχολικός σύμβουλος. Υπήρξε μέλος της ομάδας εργασίας που συνέταξε τα Κείμενα Νεοελληνικής Λογοτεχνίας Γυμνασίου/Λυκείου, και μέλος των εκδοτικών ομάδων των γιαννιώτικων περιοδικών Ενδοχώρα και Δοκιμασία. Αρκετά άρθρα του δημοσιεύτηκαν στην Φιλολογική Καθημερινή και αργότερα στα Νέα. Ήταν σύζυγος της ομότιμης καθηγήτριας της γαλλικής φιλολογίας Τατιάνας Τσαλίκη-Μηλιώνη, και ιδρυτικό μέλος (έχοντας διατελέσει και μέλος του Διοικητικού Συμβουλίου) της Εταιρείας Συγγραφέων.

Στα γράμματα πρωτοπαρουσιάστηκε το1954, με διήγημά του, στο περιοδικό Ηπειρωτική Εστία. Ακολούθησαν τα βιβλία διηγημάτων (θεωρείται από τους σημαντικότερους του είδους στο δεύτερο μισό του 20ού αιώνα): Παραφωνία (1961)· Το πουκάμισο του Κένταυρου (1971)· Τα διηγήματα της Δοκιμασίας (1978)· Το πουκάμισο του Κένταυρου και τ’ άλλα διηγήματα (1982, συγκεντρ. έκδ.)· Καλαμάς κι Αχέροντας (1985)· Χειριστής ανελκυστήρος (1993)· Το μικρό είναι όμορφο (1997)· Τα φαντάσματα του Γιορκ (1999)· Μια χαμένη γεύση (1999)· Η φωτογένεια (2002), Ακροκεραύνια (1976)· Το μοτέλ. Κομμωτής κομητών (2005) , μυθιστορημάτων: Δυτική συνοικία (1980)· Ο Σιλβέστρος (1987), φιλολογικών μελετών, δοκιμίων και μεταφράσεων από τα αρχαία ελληνικά. Τιμήθηκε με το Κρατικό Βραβείο Διηγήματος (1986), το Βραβείο του περιοδικού Διαβάζω (2000) και το Βραβείο Ουράνη της Ακαδημίας Αθηνών (2005).

«Κεντρική σημασία σε όλα τα πεζά του Χριστόφορου Μηλιώνη έχει η μνήμη, ο απεριόριστος και αεικίνητος χρόνος της αναθύμησης, της αναπόλησης. `Ολα συμβαίνουν εκεί, καθώς σχεδόν όλες οι ιστορίες του εκκινούν από προσωπικά βιώματα και αναπτύσσονται έπειτα διασταλτικά μέσω της συγγραφικής φαντασίας, με τη χρησιμοποίηση προσώπων που αφηγούνται για λογαριασμό του. Επίσης, κεντρικό ρόλο στις μικρές και μεγάλες ιστορίες του Μηλιώνη παίζει το περιβάλλον, συνήθως ο εξω-αστικός χώρος, η ενδοχώρα των Ιωαννίνων και το φυσικό τοπίο της, εκεί όπου ο ίδιος άρχισε να σχηματίζεται ως συνείδηση και εκεί όπου απέκτησε τα νεανικά και παιδικά του βιώματα, συσχετισμένα σχεδόν πάντοτε με το βαρύ αποτύπωμα της ιστορίας της Κατοχής και του Εμφυλίου, και των δραματικών επιπτώσεών της δράσης της στη ζωή των ανθρώπων. Ως άξιος συνεχιστής μιας πεζογραφικής παράδοσης που ξεκινά από τον Αλέξανδρο Παπαδιαμάντη και φτάνει ως τον Δημήτρη Χατζή και τον Γιώργο Ιωάννου, στην οποία παράδοση η αίσθηση και η έννοια του γηγενούς, της μητέρας πατρίδας, αποτελούν τον πυρήνα της ποιητικής τους, ο Μηλιώνης αντέταξε ως διαρκέστερο πυρήνα των μυθοπλασιών του την περιοχή της Ηπείρου. Εκεί έστησε το τοπίο της προσωπικής του μυθολογίας. Θρύλοι, ακούσματα δικά του, εικόνες από δημοτικά τραγούδια, παραμύθια, αναμνήσεις που διαπλέουν τον παρελθόντα και παρόντα χρόνο, υπήρξε η πρωταρχική του ύλη. Ο μετρημένος, βασανισμένος, ασκητικός μικρόκοσμος της Ηπείρου έγινε μέσω της λογοτεχνικής του αναπαράστασης ο κόσμος της δημιουργικής φαντασίας που τον έκαναν στη συνέχεια αγαπητικά δικό τους οι αναγνώστες του. Αυτός ο λογοτεχνικός χώρος έγινε, βιβλίο το βιβλίο, το πεδίο της νοσταλγικής του καταφυγής, της κάθαρσης από τη φθορά του αστικού βίου, της λύτρωσης από τον ισοπεδωτικό και απρόσωπο ρυθμό της ζωής στην πόλη. Ακόμα κι όταν δεν κατονομάζεται γεωγραφικά, υπονοείται καθαρά από την υποβλητική περιγραφή του αδρού, ορεινού τοπίου και των αρχέγονων σχέσεων των ανθρώπων. Από την ελεγειακή ψυχική διάθεση όσων έζησαν εκεί σε συνθήκες άκρως λιτοδίαιτες αλλά πλούσιες ως προς την εσωτερική ζωή.