Mladenović je rođen je 21. septembra 1958. godine u Zagrebu, u šestoj godini se s porodicom odselio u Sarajevo, a 1970. godine u Beograd. U Beogradu je završio 11. gimnaziju u kojoj je krajem
1970-ih, zajedno sa školskim drugom Dragomirom Mihailovićem-Gagijem, osnovao svoj prvi bend "Limunovo drvo".
Godinu dana kasnije formirao je svoj prvi kultni bend "Šarlo Akrobata", zajedno s Dušanom Kojićem-Kojom i bubnjarem Ivanom Vdovićem. Najpoznatiji hitovi grupe su "Niko kao ja", "Ona se budi" i "Mali čovek".
"Šarlo akrobata" nije opstao dugo i iz njega su proistekla dva uticajna rok sastava - Mladenovićeva "Katarina II" i Kojićeva "Discplina kičme".
Tokom 1982. novom bendu su se priključili klavijaturista Margita Stefanović Magi, a 1983. basista Bojan Pečar i bubnjar "Šarla akrobate" Ivica Vdović.
U postavi "Katarina II" grupa 1984. godine je izdala istoimeni album, nakon čega Vdović i Mihajlović odlaze iz benda. Grupa je promenila ime u "Ekatarina Velika" i 1985. godine izdala takođe istoimeni
album, koji dobija povoljne kritike i skreće pažnju na bend.
Album iz 1986. godine, "S vetrom uz lice", na kojem se nalazi verovatno najslavnija Mladenovićeva pesma "Ti si sav moj bol", lansirala je grupu na sam vrh jugoslovenske rok scene, gde je sa
Mladenovićem kao vođom ostala sve do 1994. godine, izdajući seriju uspešnih albuma.
Tokom rada sa "Ekatarinom Velikom", Mladenović je sarađivao kao producent na albumima bendova "Gustaf u njegovi dobri duhovi" i "Fit".
Zajedno sa ostalim članovima benda, Mladenović se 1985. godine pojavio u filmu Gorana Markovića "Tajvanska kanasta", a sledeće godine i u filmu Darka Bajića "Crna Marija" gde igra glavnu ulogu i
za koji je napisao kompoziciju "Bus Station".
Krajem osamdesetih napisao je muziku za jednu pozorišnu predstavu, a 1992. godine s članovima grupa "Partibrejkers" i "Električni orgazam" formirao je sastav "Rimtutituki", čija je muzicka aktivnost
koncentrisana na antiratnu propagandu, i sa kojim je snimio singl "Slušaj 'vamo!".
Singl je objavio Radio B92, a promovisan je koncertom na kamionu koji je kružio ulicama Beograda.
U leto 1994. godine Mladenović je otputovao u Brazil, gde je sa dugogodišnjim prijateljem Mitrom Subotićem Subom i nekoliko brazilskih muzičara snimio album "Angel's Breath".
U avgustu 1994. godine, posle nastupa "Ekatarine Velike" na Festivalu u Budvi, Mladenović je prebačen u bolnicu gde je ustanovljeno da ima rak pankreasa.
Milan Mladenović (36) je umro 5. novembra 1994. u Beogradu. Sahranjen je na Novom groblju u Beogradu. Njegovom smrću "Ekatarina Velika" je prestala da postoji.
Grupa je ukupno izdala sedam studijskih albuma - "Katarina II" (1984),"Ekatarina Velika" (1985), "S' vetrom uz lice" (1986), "Ljubav" (1987), "Samo par godina za nas" (1989), "Dum dum" (1991), "Neko nas posmatra" (1993), kao i tri živa albuma.
Najpoznatije pesme EKV-a su "Oči boje meda", "Tattoo", "Modro i zeleno", "Budi sam na ulici", "Kao da je bilo nekad", "Ti si sav moj bol", "Novac u rukama", "Zemlja", "Pored mene", "Ljubav", "7 dana", "Ljudi iz gradova", "Krug" i "Par godina za nas".
U novembru 2006. godine pesma "Par godina za nas" proglašena je za najbolju jugoslovensku pesmu svih vremena u anketi slušalaca Radija B92.
Bojan Pečar umro je u Londonu od srčanog udara 13. oktobra 1998. u 37. godini, a Margita Stefanović je umrla 18. septembra 2002. u Beogradu u 43. godini.
Mnogi muzičari smatraju da je "Ekatarina Velika" jedan od najznačajnijih bendova na prostoru bivše Jugoslavije i na jugoslovenskoj rok sceni uopšte.
U Beograd, Podgorici i Zagrebu postoje ulice koje nose ime Milana Mladenovića.