Легенда армянской тяжёлой атлетики, олимпийский чемпион Барселоны-1992 в категории 67.5 кг и серебряный призёр Сеула-1988. Родился в Ленинакане, начал заниматься тяжёлой атлетикой в 1980 году под руководством двоюродного брата Вардана Милитосяна.
На Олимпиаде в Сеуле в 1988-м Милитосян с суммой 337.5 кг завоевал серебро, уступив чемпиону всего 2.5 кг. На Олимпиаде в Барселоне в 1992-м установил олимпийский рекорд в рывке (155 кг), толкнул 182.5 кг и выиграл золото с суммой 337.5 кг — на 10 кг впереди серебра.
В 1989 году в Афинах Милитосян выиграл и чемпионат мира, и чемпионат Европы, установив мировой рекорд в рывке (160 кг). На сегодняшний день Милитосян остаётся последним олимпийским чемпионом Армении по тяжёлой атлетике. Завершил карьеру в 1999-м и работал тренером в родном Гюмри.