Ο Γιώργος Ε. Μυλωνάς γεννήθηκε στη Σμύρνη της Τουρκίας (1898) και ξεκίνησε τις σπουδές του στην αρχαιολογία στο Πανεπιστήμιο Αθηνών. Αμέσως μετά τον Α 'Παγκόσμιο Πόλεμο, εντάχθηκε στον ελληνικό στρατό και συνελήφθη κατά τη διάρκεια της ελληνικής εκστρατείας κατά της Τουρκίας. Ξεφεύγοντας από ένα τουρκικό στρατόπεδο φυλάκισης, επέστρεψε στην Αθήνα ένας φτωχός νεαρός πρόσφυγας. Γνωρίζοντας άπταιστα ελληνικά και αγγλικά, ο νεαρός Μυλωνάς προσλήφθηκε από την Αμερικανική Σχολή Κλασικών Σπουδών στην Αθήνα αρχικά ως μεταφραστής του Stuart Thompson, του αρχιτέκτονα της Γενναδείου Βιβλιοθήκης, που ήταν υπό κατασκευή εκείνη την εποχή.
Μετά τον πόλεμο, επέστρεψε στις σπουδές του (είχε πάρει το πτυχίο του από το Διεθνές Κολλέγιο της Σμύρνης το 1918) και απέκτησε διδακτορικό από το Πανεπιστήμιο Αθηνών το 1927 με διατριβή με τίτλο Η Νεολιθική Περίοδος στην Ελλάδα. Περίπου αυτή την περίοδο εργάστηκε επίσης στην Αμερικανική Σχολή Κλασικών Σπουδών στην Αθήνα. Το 1928, μετανάστευσε στην Αμερική για να σπουδάσει στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins και από το ίδρυμα έλαβε ένα δεύτερο διδακτορικό τον επόμενο χρόνο. Στον Johns Hopkins ήταν μαθητής του David Moore Robinson. Ήταν παντρεμένος με τη Λέλλα, και οι δύο γεννήθηκαν στη Μικρά Ασία. Ο Μυλωνάς άρχισε να διδάσκει στο Πανεπιστήμιο της Washington, St. Louis (WUSL) όπου θα παρέμενε από το 1933 έως το 1968. Εκεί ήταν ο ιδρυτής του Τμήματος Ιστορίας Τέχνης και Αρχαιολογίας. Δίδαξε επίσης στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις και στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου εργάστηκε για την Greek War Relief Association.
Για πολλά χρόνια ο Μυλωνάς υπήρξε επικεφαλής των ανασκαφών του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον στις Μυκήνες. Ο Μυλωνάς είναι επίσης γνωστός για την επιτόπια εργασία του στην Όλυνθο και την Ελευσίνα. Διηύθυνε επίσης την υποβρύχια έρευνα ενός ναυαγίου που βρέθηκε στο Ακρωτήριο Αρτεμισίου, σε συνεργασία με τους αρχαιολόγους Γ. Δοντά και Χ. Καρούζο, και επίσης έσκαψε με τον Carl Blegen στην Πύλο. Μετά τη συνταξιοδότησή του από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον το 1968 ο Μυλωνάς επέστρεψε μόνιμα στην Ελλάδα. Το 1970 εξελέγη μέλος της Ακαδημίας Αθηνών και διετέλεσε ως πρόεδρος για ένα διάστημα. Υπηρέτησε επίσης ως Γενικός Γραμματέας της Αρχαιολογικής Εταιρείας Αθηνών και διαχειρίστηκε τις ανασκαφές στις Μυκήνες μέχρι το θάνατό του. Τα τελευταία χρόνια ήταν πολύ δραστήριος στις προσπάθειες προστασίας της Αθηναϊκής Ακρόπολης από τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Υπήρξε επίσης Πρόεδρος του Αρχαιολογικού Ινστιτούτου της Αμερικής και έλαβε το Χρυσό Μετάλλιο του Ινστιτούτου το 1970.
Οι δημοσιεύσεις του Μυλωνά περιλαμβάνουν: The Balkan States: An Introduction to Their History (1946) - ως απάντηση σε αυτά που ένιωθε ότι ήταν ανακρίβειες που διδάσκονταν στον γιο του στο σχολείο; Mycenae: The Capital City of Agamemnon (1957); Eleusis and the Eleusinian Mysteries (1961); Mycenae and the Mycenaean Age (1966); Grave Circle B of Mycenae (1972); Mycenae: A Guide to Its Ruins and Its History (1981); and Mycenae Rich in Gold (1983).

Ο Γιώργος Μυλωνάς πέθανε στην Αθήνα το 1988.

[Πηγή για το βιογραφικό σημείωμα: ASCSA Newsletter no. 22, Fall 1988. See also: N. Vogeikoff-Brogan, "The Spirit of Saint Louis Lives in Athens, Greece"; και https://en.wikipedia.org/wiki/George_E._Mylonas]