Журналистическата си кариера започва в БТА като репортер в "Справочна редакция". Работи в "Международна информация" (МИНФ) (1980-1986) и във "Вътрешна информация" (ВИНФ) (1986-1990). Като репортер в страната и специален кореспондент в чужбина отразява проблемите на държавите от Близкия изток. Кореспондент е на БТА в Кайро, Египет (17 септември 1986-16 ноември 1990).

След спечелен конкурс създава и ръководи Центъра за информация и връзки с обществеността в 37-ото Народно събрание (март-юни 1995).

Генерален директор на БТА е от 23 юни 1995 до 11 юли 1997 г. От август 1997 г. е изпълнителен директор на Агенция "София прес". Член е на Съюза на българските журналисти (СБЖ), на Секретариата и на Съюзния съвет на СБЖ.

От 16 март 2002 г. до момента е председател на Управителния съвет на СБЖ. Бил е член на Съвета за електронни медии от квотата на президента (17 април 2006-22 юни 2010) и член на Управителния съвет на БНТ (17 март 2005-29 май 2006). 

На 8 октомври 2008 година излезе решението на Комисията по досиета, с което бяха оповестени имената на сътрудници на бившата Държавна сигурност в Съвета за електронни медии, в което фигурираше и името на Вълков. 

Пред „Фокус” тогава Милен Вълков заяви: „Нямам какво да коментирам, след като моята страна е решила да постъпи по този начин, с такъв закон. Преди `89-та година и години след това, съм работил за външната сигурност на България. За мен това е било и въпрос на престиж. Винаги съм спазвал законите на страната, в която живея, не съм подписвал документи с невярно съдържание, или такива накърняващи правата на отделни личности”, бе категоричен тогава Милен Вълков. 

В съболезнователната си телеграма до близките на журналиста президентът Георги Първанов пише: „Където и да работеше, Милен Вълков съчетаваше интелигентност, деликатност и решимост да защитава обществени каузи. „Никому в угода, на никого напук!”, обичаше да припомня той девиза на Йосиф Хербст, първият председател на журналистическо дружество в България. И го следваше неотклонно до последния си земен ден”.