Axel Milberg, geboren am 1. August 1956 in Kiel als Sohn einer Ärztin und eines Rechtsanwalts, absolviert ab Ende der 1970er Jahre eine Schauspielausbildung an der Otto-Falckenberg-Schule in München, wo er von 1981 bis 1998 Ensemblemitglied bei den Kammerspielen ist. Er spielt unter anderem den Don Juan und Nathan den Weisen unter Regisseuren wie Dieter Dorn, Peter Zadek und Alexander Lang. Sein Kinodebüt hat er bereits 1981 in "Neonstadt", er bleibt während der 80er Jahre jedoch fast ausschließlich fürs Theater tätig. Erst ab Anfang der 90er folgen zahlreiche, meist kleinere Kino- und Fernsehrollen, unter anderem in Serien wie "Derrick" und "Wolffs Revier".

Seinen Durchbruch als Kinodarsteller hat Milberg erst 1995 mit Hans-Christian Schmids "Nach fünf im Urwald" als spießig gewordener Vater und Jazzfan, der seine eigene Jugend wieder entdeckt, als seine Tochter (Franka Potente) von zuhause fortläuft. In Sherry Hormans "Irren ist männlich" (1996) spielt er einen Neurotiker, in Nico Hofmanns TV-Neuverfilmung von "Es geschah am hellichten Tag" (1996) übernimmt er den Part des psychopathischen Mörders Schrott. Gewalttätige und/oder neurotische Charaktere verkörpert er immer wieder, beispielsweise auch in Roland Suso Richters Gefängnisdrama "14 Tage lebenslänglich" (1997). Als Opportunist überzeugt er in "Der Campus" (1998). Milbergs zwischen Unauffälligkeit und Undurchschaubarkeit oszillierende Erscheinung wirkt ebenso überzeugend in abgründigen wie in gutmütigen oder ganz normal verschrobenen Parts.

Wichtige Fernsehrollen hat Milberg in "Seitensprung in den Tod" (1997), der Uwe-Johnson-Verfilmung "Jahrestage" (2000), als Veit Harlan in Horst Königsteins "Jud Süß – Ein Film als Verbrechen?" (2001) und als Generaloberst Friedrich Fromm in Jo Baiers "Stauffenberg" (2004). 2001 spielt Axel Milberg erstmals den Kommissar Klaus Borowski in "Stahlnetz – PSI", die gleiche Figur verkörpert er seit 2003 mit großem Erfolg in den Kieler "Tatort"-Folgen. 2007 ist er auch in der Hauptrolle der Serie "Dr. Martin" erfolgreich.

Ein weiteres Beispiel seiner langen Reihe von Rollen getriebener Charaktere ist der ständig unter Zeitnot leidende Manager in Detlef Bothes "Neben der Spur" (2007).

Neben seiner Tätigkeit für Bühne und Film ist Milberg auch als Sprecher der deutschen Henning-Mankell-Hörbücher bekannt.