Georgi Milanov kwam in 2005 op 13-jarige leeftijd samen met zijn tweelingbroer Ilia naar Litex Lovetsj. Op 1 augustus 2009 debuteerde hij in de Super Cup tegen Levski Sofia. Hij was toen 17 jaar en 152 dagen oud. Eén week later maakte hij zijn competitiedebuut tegen Lokomotiv Mezdra. Hij maakte het openingsdoelpunt in die wedstrijd, die Litex Lovetsj met 5-0 won. Sinds maart 2012 is voormalig topvoetballer Hristo Stoichkov coach bij Litex Lovetsj. Op 27 oktober 2012 scoorde Milanov een hattrick tegen PFC Montana.