Леонид Петрович Милованов родился в 1949 году в Липецке. Отец был гармонистом. Старший брат Милованова работал музыкальным руководителем Кубанского народного хора в Краснодаре, заслуженный артист.
Окончил Задонское училище культуры. Армейскую службу проходил в Государственном ансамбле песни и пляски Московского военного округа. Окончил Московский институт культуры. Работал балетмейстером на Кубани.
В 1990 году основал государственный ансамбль танца "Казаки России". Под его руководством ансамбль выступал более чем в 30 странах мира, таких как: США, Великобритания, Франция, Германия, Ближний Восток, КНДР, Абхазия и т. д. Основной репертуар ансамбля составляют песни и танцы: терских, волжских, некрасовских казаков, военных казаков Дона и другие с такими композициями как: мотания, калинка, черкесская и т. п.
В 2005 году он получает гран-при за участие в XXIII международном фестивале искусства "Апрельская весна" проходившем в Пхеньяне.
В 2010 году он организовывает Международный ежегодный фестиваль "Друзья в гостях у "Казаков России".
В 2012 году он руководитель Народного штаба общественной поддержки на выборах Президента РФ В. В. Путина, за что получил благодарственное письмо от Президента РФ В. В. Путина.
В мае 2012 года он опять встречается с королевой Англии Елизаветой II. Ансамбль его выступил в Букингемском дворце в честь празднования 60-летия правления Елизаветы II.
В 2014 году Милованов нёс Олимпийский огонь по улицам Липецка. Ансамбль выступал в культурной программе Олимпиады в Сочи 2014. За это выступления коллектив был награждён памятной Грамотой от президента МОК и президента Оргкомитета XXII зимних Олимпийских игр. Л. П. Милованов входит в состав жюри Международного фестиваля-конкурса инициированного народным артистом России В. К. Нестеровым, а в 2013 году является председателем жюри. Также Милованов является членом правления казачьего общества и советником атамана по культуре.
В 2010 году ему присвоено звание "Народный артист России".
В 2014 году за создание вокально-хореографической программы "Радуга Победы" вручена Премия Правительства Российской Федерации в области культуры.
В 2024 году за большой вклад в развитие отечественной культуры и искусства награждён орденом "За заслуги в культуре и искусстве".