Mitchell Millhollin wurde in Chicago, USA geboren. Seinen ersten Ballettunterricht erhielt er an der Schule des Salt Creek Ballet in Illinois. Im Jahr 2018 setzte er seine Ballettausbildung an der International Ballet Academy in Cary, North Carolina, fort. An die John Cranko Schule in Stuttgart kam er im Jahr 2021, seinen Abschluss machte er im Sommer 2023.

Er nahm an verschiedenen Wettbewerben teil, darunter der Youth America Grand Prix (2018 bis 2022). Im Jahr 2021 gewann er im Finale des YAGP den zweiten Platz in den Kategorien Klassisch und Zeitgenössisch. Im selben Jahr gewann er außerdem bei der ADC International Ballet Competition die Goldmedaille in der klassischen Kategorie und wurde als „best overall contemporary dancer“ ausgezeichnet.

Seit der Spielzeit 2023/24 tanzt Mitchell Millhollin im Corps de ballet des Stuttgarter Balletts.