Joseph Anton Milbiller wird als Sohn eines Hofkammerkanzlisten geboren und besucht von 1764 bis 1772 das Jesuitengymnasium sowie das Lyzeum in München. Nach dem Studium der Theologie und Jurisprudenz an der Universität Ingolstadt wird er 1778 in Freising zum Priester geweiht. Von da an lebt er als Weltgeistlicher in München und gibt in den Folgejahren einige Periodika heraus: so die satirische Monatsschrift Der Zuschauer in Baiern (zusammen mit Ignaz Schmid, 1779-82), die literaturhistorischen Annalen der baierischen Litteratur (zusammen mit Andreas Zaupser, 1781-83) sowie die Münchner Gelehrte Zeitung (wieder mit Schmid, 1783-85). 1785 wegen Verdachts der Zusammenarbeit mit der auswärtigen Publizistik aus der Stadt verwiesen, begibt Milbiller sich auf Reise durch Deutschland. In Halle wendet er sich verstärkt unter dem Eindruck des Kirchenhistorikers J. S. Semler der Geschichtswissenschaft zu. Seit 1786 wirkt er als Professor der schönen Wissenschaften und der Geschichte in Passau, bis er sich im Zuge der wachsenden Revolutionsfurcht 1794 als freier Schriftsteller in Wien niederlässt. Fünf Jahre später erhält er einen Ruf an die Universität Ingolstadt (seit 1800 in Landshut), wo er deutsche bzw. europäische Geschichte, Statistik und Geografie unterrichtet. 1808 wird er korrespondierendes Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften in München.

Milbiller gilt als Repräsentant der katholischen Aufklärung, der in seinem Œuvre für eine purifizierte, verinnerlichte Religiosität nach dem Vorbild des Urchristentums eintritt, wobei sittlich-moralische Züge für die bürgerliche Lebensweise zur Geltung kommen sollen. 1777 veröffentlicht er erstmals eine Satire über das Mönchswesen (Nachrichten von Klostersachen), der zehn Jahre darauf mit Sincerus, der Reformator (1787) ein polemischer Roman über den Kampf zwischen Aufklärung und Gegenaufklärung in Kurbayern folgt. Neben Abhandlungen, populären historischen Werken zur bayerischen und österreichischen Geschichte und Kirchengeschichte wird er vor allem als Bearbeiter und Fortsetzer von Michael Ignaz Schmidts Neuerer Geschichte der Deutschen (1797-1808) bekannt, die als Vorarbeit einer deutschen Nationalhistorie gelten kann. 1800 erscheint sein Ideal einer Geschichte der deutschen Nation in philosophischer Hinsicht.