A Broadway, hanno cominciato a masticare il suo nome grazie al musical "Once", che le ha permesso non solo di vincere un Grammy Award nel 2013, ma di ottenere anche una candidatura ai Tony l'anno precedente. Anche se, purtroppo, il premio le è stato scippato da una superlativa Audra McDonald in gran lustro con "Porgy and Bess". Perché George Gershwin, dopotutto, è sempre George Gershwin! In televisione, invece, la si è vista di sfuggita ma, in uno dei ruoli che è forse stato fra i più attesi del mondo. Quello della tanto cercata "madre" di How I Met Your Mother.
Una carriera, quella di Cristin Milioti, che descritta così potrebbe sembrare anche abbastanza incisiva, ma che in realtà ancora non lo è e si piazza relativamente agli inizi rispetto a più fortunate colleghe.
Ma sono inizi importanti. Inizi si sono mossi da un piccolo paese pieno di casette residenziali del New Jersey. Inizi che le hanno insegnato a dare il meglio di se stessa nei corsi di recitazione di alcuni campi estivi per l'infanzia. Inizi che l'hanno effettivamente portata a cantare e ballare sul palcoscenico, a essere qualcun'altra davanti a una cinepresa accesa.

Nata il 16 agosto 1985 a Cherry Hill da una famiglia di origini italiane, Cristin Milioti è una di quelle bambine che sono rimaste vittime di un colpo di fulmine per la recitazione fin da quando hanno memoria. E sarà questo amore a spingerla a frequentare tantissimi corsi di danza, canto e arte drammatica, compreso quello del campo estivo al Long Lake Camp of the Arts. Dopo il diploma alla Cherry Hill High School East, è quindi ormai scontata la sua iscrizione ai serissimi corsi per attori della New York University. Eppure, sentendo che ciò che le veniva insegnato non le sarebbe servito a granché fuori da quelle mura, decide di lasciare gli studi (già durante il suo primo anno accademico) e di cominciare immediatamente a cercare scritture.

Dopo delle piccole parti in alcuni spot commerciali, in telefilm come 30 Rock e film come Greetings from the Shore con David Fumero, comincia una lunghissima gavetta teatrale composta da spettacoli come "Coram Boy", "The Devil's Disciple", "Crooked", "Some Americans Abroad", "The Heart Is a Lonely Hunter", "Stunning", "Piccole volpi" e "That Face", che la farà arrivare fino a Broadway... e non senza l'aggiunta di qualche premio teatrale minore. Il più grande onore è però, senza dubbio, la nomination come miglior attrice protagonista in un musical per "Once", che aveva portato sulle scene dal 2011 al 2013.

A questo punto, scelta per incarnare la tanto aspettata e amatissima "madre" nella fortunata sitcom della CBS How I Met Your Mother, entra nel cast del film The Wolf of Wall Street di Martin Scorsese, interpretando Teresa Petrillo, la prima moglie di Jordan Belfort, che è invece uno scatenatissimo Leonardo DiCaprio. Non le rimane che cavalcare l'onda di notorietà che comincia a investirla. La NBC le propone il ruolo di protagonista (accanto a Ben Feldman) in un nuovo telefilm: A to Z. La sua parte è quella di Zelda, un'avvocatessa che si innamorerà di Andrew, un dipendente di un sito di incontri online. Nonostante la carineria romantica che avvolge la comedy, gli ascolti sono bassi e la serie viene cancellata già dopo la prima stagione. Nel 2015, trova però un posto in Fargo e appare anche in una delle più alienanti puntate di Black Mirror: U.S.S. Callister. Solo nel 2020, torna sulla cresta di una vera onda come protagonista della commedia fantascientifica Palm Springs con Andy Samberg.