С 1953 трудился в Тульском государственном педагогическом институте им. Л. Н. Толстого сначала доцентом, а с 1985 — профессором кафедры литературы.
Кроме научно-исследовательской и преподавательской деятельности Н. А. Милонов успешно проводил большую общественную работу. Он состоял в следующих организациях:
председатель научно-методического совета по литературе и искусству областной организации общества «Знание»,
Активно выступал на различных литературных вечерах и митингах, на юбилейных собраниях и научных конференциях.
Много лет руководил литературно-краеведческим кружком студентов-филологов Тульского пединститута.
Умер Николай Александрович Милонов 18 сентября 1994 года.
Сочинения
Творческие замыслы и научные исследования Н. А. Милонова воплотились в ряд книг, выходивших в Туле и Москве. Н. А. Милонов также автор нескольких научно-популярных и методических брошюр в помощь лектору, выпущенных в Туле организацией общества «Знание». Им опубликовано более 100 статей в учёных записках и сборниках, изданных в Туле, Казани и Астрахани.