Родилась 13 сентября 1934 года в Астрахани. В 1959 году окончила МГК имени П. И. Чайковского (класс Е. К. Катульской), в 1958-1989 годах — солистка Большого театра. В 1961—1962 годах стажировалась в театре «Ла Скала».
Милашкиной посвящен фильм «Волшебница из града Китежа» (1966).
Жена народного артиста СССР, также солиста Большого театра (в 1967—1988 годах), тенора В. А. Атлантова.