Cesar Milstein nació el 8 de octubre de 1927 en Bahia Blanca. Su padre Lázaro había llegado en 1913 a la Argentina, con sólo catorce años, como parte de la masiva inmigración europea de comienzos de siglo.
En 1945, César fué a vivir a Buenos Aires con su hermano Oscar, para terminar el bachillerato e ingresar a la carrera de Licenciatura en Química. En esa época despertó su interés por la política y como muchos estudiantes universitarios, actuó en oposición al gobierno del Juan Domingo Perón. Fue presidente del Centro de Estudiantes de Ciencias Exactas y delegado de la FUBA.
En la Facultad, conoció a su futra compañera de toda la vida, Celia Prillensteensky. En 1953, cuando ambos terminaron la Licenciatura en Química, se casaron y fueron a recorrer Europa a dedo. A su regreso y unos años más tarde obtuvo el doctorado en Química y en 1958 consiguió una beca del British Council y trabajó durante tres años en una unidad de investigación del Consejo de Investigaciones Médicas, en la Universidad de Cambridge que lo llevó a conocer al Dr. Fred Sanger, Premio Novel.
Cesar Milstein volvió al país en 1961 y comenzó a trabajar en el Instituto Malbrán, donde se desempeñaban talentosos investigadores. Fue designado Jefe del Departamento de Biología Molecular y se propuso instalar el mejor laboratorio del país, con la idea de transformarlo en un centro de excelencia para la investigación científica y tecnológica, para la producción de sueros y vacunas que el país requería.
En 1963 retornó con su compañera Celia a Inglaterra definitivamente. Allí trabajó como investigador post doctoral del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigaciones Médicas. En 1983, ya ciudadano y científico inglés, fue nombrado diretor4 de la División de Química de Proteínas y Acidos Nucleícos.

En 1984 Cesar Milstein recibió el Premio Nobel de Medicina por el desarrollo de la Técnica de los anticuerpos Monoclonales.