Acteur et scénariste cubain naturalisé américain, Tomás Milián quitte l’île de Cuba pour les Etats-Unis et entre à l’Actors Studio. Après avoir rencontré un certain succès sur les planches américaines, il reçoit des propositions depuis l’Italie, alors en quête d’acteurs venus des Etats-Unis. Il accepte et joue dans Les garçons (Bolognini, 1959) et Le bel Antonio (Bolognini, 1960).
Alors qu’il est lui-même un intellectuel, Milián ne fait pas de distinction entre cinéma d’auteur et film commercial. Il alterne donc sans cesse les deux, même s’il va rapidement gagner ses galons de star grâce à ses nombreux rôles dans des westerns culte. Parmi ses hauts faits d’armes, on compte notamment L’extase et l’agonie (Reed, 1965), Colorado (Sollima, 1966), Tire encore si tu peux (Questi, 1967), Le dernier face à face (Sollima, 1967) et Trois pour un massacre (Petroni, 1968).
A partir des années 70, il acquiert une popularité encore plus grande en devenant une vedette du polar à l’italienne. On le voit dans Bandits à Milan (Lizzani, 1968), Squadra volante (Massi, 1974), La rançon de la peur (Lenzi, 1974), Folle à tuer (Boisset, 1975), Brigade spéciale (Lenzi, 1976), L’exécuteur vous salue bien (Massi, 1977), Le cynique, l’infame, le violent (Lenzi, 1977) et Echec au gang (Lenzi, 1978).
On le retrouve ensuite dans quelques films d’auteur importants comme La luna (Bertolucci, 1979) et Identification d’une femme (Antonioni, 1982).
A partir de 1985, Tomás Milián retourne aux Etats-Unis où il apparaît dans quelques grosses productions hollywoodiennes comme Havana (Pollack, 1990), JFK (Stone, 1991), Amistad (Spielberg, 1997) ou encore The Yards (Gray, 2000).