Los registros bautismales de la ciudad se conservan desde 1592, pero no se encuentran atestaciones de Milanuzzi Residiendo en Santa Anatolia desde la segunda mitad del siglo XIV hasta fines del siglo XVII, la familia había ocupado con regularidad funciones administrativas de relieve en la vida del lugar. Nada se sabe acerca de los años de juventud de Milanuzzi, transcurrida en un entorno desfavorable hasta la entrada en la Orden de San Agustín, que se convirtió luego en el convento local de San Agustín. Es posible, antes de que los estudios religiosos le permitieran el alejamiento de la ciudad natal, que en el mismo convento Milanuzzi se haya formado como músico bajo la dirección del talentoso organista hermano Martino.

La primera evidencia de Milanuzzi lo muestra en 1616 como maestro di cappella y organista de la iglesia agustina de Santo Stefano en Venecia (en 1636, en la dedicatoria de su obra musical impresa "Hortus sacer deliciarum" se refiere a su permanencia desde veinte años atrás). Contemporáneo es el testimonio, según el cual, el 21 de febrero de 1616, el Consejo Público de la ciudad natal le confirió 25 coronas en concepto de indemnización por otras tantas copias de su poema en octavas "Vita et morte di Santa Anatoglia".

Frontispicio de "Armonia sacra di concerti, messa & canzoni, Op 6" de Carlo Milanuzzi - 1622

Tanto la relevante actividad musical de Milanuzzi como la literaria, menor en cantidad e inferior en calidad, siempre fueron en Venecia su lugar de máxima expresión. Por ejemplo fue allí que Milanuzzi imprimió todas sus obras publicadas, incluso durante períodos de estancia en los monasterios agustinos o instituciones de eclesiásticas de otras ciudades. A su vez, las obras impresas de Milanuzzi informan, en la indicación de la función del autor, así como en las dedicatorias, acerca de los cargos asumidos por él y los patrocinios conseguidos.

En 1619 Milanuzzi estaba en Perugia como organista en la iglesia de San Agustín, y en 1622 en Verona como maestro di cappella de la iglesia agustina de Santa Eufemia. Entre 1623 y 1630 regresó a Venecia como organista y luego como maestro di cappella de Santo Stefano; de 1623 es la publicación de uno de sus sonetos en alabanza del compositor en "Frutti d’Amore in vaghe et variate arie, Op. XXII" de Giovanni Ghizzolo, mientras que en 1625 aparecen tanto la edición de los 'raggionamenti pastorali' "Giacinto felice” y “Amarilli consolata", obras poéticas en las que Milanuzzi se declara por primera vez miembro de la Accademia dei Ss. Vigilanti de Treviso con la nombre artístico de 'Il Terreno', como la del "Arpa amorosa tocca con poetica mano", voluminosa colección de idilios, scherzos, sonetos y madrigales con temas a menudo licenciosos y a veces autobiográficos (el autor llora allí por la reciente muerte de su madre, ocurrida poco después de la de su padre, y recuerda a una hermana consagrada monja en el convento de Santa Margherita di Sassoferrato con el nombre de Sor Felice Nicola).

En 1629 Milanuzzi permaneció también en Finale Emilia di Modena; en la edición contemporánea de las "Messe a tre concertate" volvió a firmarse con el papel de maestro di cappella de Santa Eufemia en Verona. En 1632 publicó en Venecia una obra literaria en prosa, "Celeste origine e miracolose gratie del pane benedetto del glorioso padre s. Nicola da Tolentino". En 1636 regresó a su tierra natal para asumir el papel de maestro di cappella de la Catedral de la Ss. Annunziata de Camerino, ciudad donde el año siguiente publicó un poema en octavas, "Sette pungenti stimoli posti a’ fianchi del penitente". Como reconocimiento de su capacidad oratoria, el 21 de febrero de 1638 el Consejo Público de Santa Natoglia lo nombró por unanimidad predicador para la inminente Cuaresma. En 1642 Milanuzzi dejó la Marche para retomar el papel de maestro di cappella y organista de Santa Eufemia en Verona. Sólo un año más tarde asumió el mismo cargo en la iglesia de Santo Mauro Martire en Noventa di Piave. La publicación de la última obra impresa, "Compieta intiera concertata con le antifone, e litanie della Beatissima Vergine", fija en 1647 el año de la muerte de Milanuzzi.

Edición discográfica de arias y danzas de Carlo Milanuzzi

La producción musical impresa de Milanuzzi es rica y dictada en gran parte. En 1630 el gran éxito comercial de la música de Milanuzzi indujo a Alessandro Vincenti, su editor de confianza, a dedicarle "por deuda, mérito y afecto' la "Fanfalughe a due, tre, quattro, et cinque voci" de Ignazio Donati; en las palabras de homenaje, Vincenti lo define como 'bachiller en Teología Sacra, y predicador agustino mi señor, y patrón más respetado'.

Milanuzzi contribuyó significativamente al género de las arias solistas en al menos nueve libros de 'vaghezze ariose', ocho de los cuales sobreviven. Son arias en su mayoría de corta duración en un estilo melódico que fue ganando rápidamente popularidad en el norte de Italia en la década de 1620; muchos de ellos son encantadores. Sin duda, con el objetivo de un público tan amplio como fuera posible incluía letras para la guitarra, y hay algunas danzas españolas para guitarra en Op. 9, entre ellas un ejemplo muy temprano de la melodía 'folia'. Fue uno de los monodistas seculares más progresistas de su época, y los desarrollos a futuro en el aria estrófica en la década de 1620 y 1630 se reflejan claramente en su producción. Un rasgo característico del estilo aria de Milanuzzi es la repetición secuencial de un motivo melódico-rítmico que corresponde a una unidad de verso recurrente del mismo número de sílabas, como en "Dal ciel d'amor seren" Op.9; a menudo sacrificó sensibilidad al acento textual por claridad del diseño musical. Op.11 incluye monodias de Monteverdi, Berti y Miniscalchi. Las anteriores piezas seculares concertadas para dos a cuatro voces en Op.3 tienen melodías adornadas con gracia, y algunas están en una simple forma binaria.

Todas las numerosas y diversas composiciones sacras de Milanuzzi emplean características concertato, por lo general unas pocas voces con bajo continuo; sus requisitos de interpretación a pequeña escala (o a gran escala si es usando opciones de interpretación flexibles como en Op.16) reflejan su empleo en los establecimientos religiosos con grupos modestos. Aunque su colección de motetes solos no sobrevive, hizo anexar algunos motetes para bajo solista en Op.13, y en las letanías de Op.5 adoptó el estilo cantilena. Milanuzzi fue sin duda uno de los compositores menores más destacados en experimentar con la unificación de la música de salmos: puesto que sus salmos son para grupos más modestos que los de la mayoría de los compositores italianos de la época, tal interés estructural fue más necesario para evitar la monotonía.

Incluso sus misas (Op.16) son, básicamente, para sólo tres solistas y órgano, aunque hay partes opcionales para ripieno y conjunto instrumental que las hacen más parecidas a las misas orquestales festivas de la época.