Erste internationale Erfahrungen sammelte Milena Mitkowa im Jahr 2008, als sie bei den Juniorenweltmeisterschaften in Bydgoszcz mit einer Weite von 5,81 m in der Qualifikation ausschied. Im Jahr darauf erreichte sie bei den Junioreneuropameisterschaften in Novi Sad mit 5,81 m Rang elf und 2011 schied sie bei den U23-Europameisterschaften in Ostrava mit 5,60 m in der Qualifikation aus. 2012 belegte sie bei den Balkan-Meisterschaften in Eskişehir mit 5,76 m den vierten Platz und kam mit der bulgarischen 4-mal-100-Meter-Staffel nicht ins Ziel und im Jahr darauf wurde sie bei den Meisterschaften in Stara Sagora mit 6,22 m erneut Vierte im Weitsprung. 2014 gewann sie bei den Balkan-Hallenmeisterschaften in Istanbul mit 6,16 m die Bronzemedaille und bei den Freiluftmeisterschaften in Pitești erreichte sie mit einem Sprung auf 5,97 m Rang fünf. 2015 nahm sie an der Sommer-Universiade in Gwangju teil und klassierte sich dort mit 6,31 m auf dem siebten Platz, ehe sie bei den Balkan-Meisterschaften in Pitești mit 6,16 m die Bronzemedaille gewann. Auch bei den Balkan-Hallenmeisterschaften 2016 in Istanbul gewann sie mit 6,17 m die Bronzemedaille und bei den Freiluftmeisterschaften in Pitești wurde sie mit 6,01 m Achte.