Teren obecnego Nadleśnictwa Miłomłyn do końca XIII w. wchodził w skład rozległej, prawie niedostępnej, słabo zaludnionej puszczy. Główny kompleks leśny rozciągał się od rzeki Drwęcy na zachodzie, aż po Niemen na wschodzie. Dawna wielka puszcza, na której zachodnim skraju położone jest Nadleśnictwo, składała się z potężnych lasów z przewagą gatunków liściastych. Występujące tu w większości żyzne gleby, nadające się pod uprawy rolne spowodowały szybki rozwój rolnictwa, a co za tym idzie wycinanie lasów pod pola uprawne. Do końca XIII w. tereny te zamieszkiwały plemiona pruskie (Pomezanie). W XIV w. nastąpił na tym terenie bardzo dynamiczny rozwój osadnictwa, co spowodowało gwałtowne zmniejszanie się powierzchni lasów puszczańskich na skutek wylesienia gruntów pod uprawy rolne. Wzrastało również zapotrzebowanie na drewno do celów przemysłowych i na eksport. W roku 1793 wprowadzono reformę leśną, w wyniku której powołano nową administrację leśną, wprowadzono podział lasu na nadleśnictwa, leśnictwa i ostępy. Zapoczątkowano politykę zmierzającą do ochrony lasów oraz wprowadzono stopniowo racjonalną i planową gospodarkę leśną. Pomimo tych zmian druga połowa XVIII  i prawie cały XIX wiek były okresem ciągłego zmniejszania się  obszarów leśnych na korzyść osadnictwa i rolnictwa.

Nadleśnictwo Miłomłyn zostało utworzone 01.01.1973 r. Zarządzeniem Ministra Leśnictwa i Przemysłu Drzewnego z czterech dawnych nadleśnictw: Miłomłyn, Tarda, Drwęca i częściowo Tabórz. W obecnych granicach istnieje od  roku 1979, kiedy to dawne nadleśnictwo, a potem obręb Drwęca, przekazano do Nadleśnictwa Iława.

Nadleśnictwo Miłomłyn od 2024 r. jest nadleśnictwem jednoobrębowym, w skład któego wchodzi 13 leśnictw, dodatkowo jako samodzielne leśnictwo funkcjonuje szkółka zespolona o powierzchni 12,80 ha. Prowadzimy też ośrodek hodowli zwierzyny.