Rođen je kao najstariji od sedmoro dece u Mošorinu, gde je pohađao osnovnu školu, posle koje upisuje Srpsku pravoslavnu veliku gimnaziju u Novom Sadu. Školovanje nastavlja 1844. godine na Evangelističkom liceju u Bratislavi, gde je počeo da objavljuje svoje književne i političke tekstove u časopisu “Srpski soko”.
Po okončanju školovanja, prelazi na studije u Peštu, 1848. godine, gde ga zatiče početak burnih događaja – građanskih revolucija koje su te i naredne godine potresle Evropu. Njegove kolege ga optužuju da je veleizdajnik koji želi da dovede Ruse u Ugarsku, a kako se tih dana Srbima ne garantuje bezbednost u Pešti i Budimu, Miletić se vraća u Šajkašku. Uz put u svakom mestu udara u sva crkvena zvona, i širi revolucionarno raspoloženje među Srbima.
Narod ga štiti od hapšenja, a on preko Sremskih Karlovaca odlazi u Beograd, gde pokušava da utiče na srpsku vladu da krene u rat protiv Turaka, te da tako, započne opšte srpski ustanak na Balkanu. Srpska vlada, međutim, na ovo nije mogla da pristane.
Doktorsku diplomu je stekao 1854. godine. Već u to vreme postao je značajna figura u političkom životu Srba, a među omladinom je bio veoma poštovan.
Kao najmlađi gradonačelnik u istoriji Novog Sada na ovu funkciju stupa 20. marta 1861. godine, kada je kao prve saradnike imao Jovana Jovanovića Zmaja i Jašu Ignjatovića. Iskoristio je položaj da srpski jezik proglasi zvaničnim, da ukine nemačku realku i podigne Gradsku kuću u srpskom delu Novog Sada. Međutim, pored podrške koju je imao od Magistrata, vlada Ugarske je odlučila da ga smeni sa pozicije gradonačelnika Novog Sada.
Miletić nije prestao da se zalaže za srpski narod i promene čak i kada je smenjen sa funkcije gradonačelnika, pa je tako organizovao proslavu povodom 100 godina od rođenja Save Tekelije, gde je bila veoma izražena antiaustrijska atmosfera.
Zahvaljujući Svetozaru Miletiću koji se udružio sa predsednikom Srpske čitaonice, nastalo je Srpsko narodno pozorište, a kako bi pomogao kulturu srpskog naroda u Novom Sadu, založio se i za preseljenje Matice srpske iz Pešte u Novi Sad 1864. godine.
Bio urednik dnevnog lista “Zastava” koji je sam i pokrenuo, a koji je ubrzo postao jedan od najznačajnijih i najuticajnijih kod Srba u Austro-Ugarskoj.
Po drugi put se našao na mestu gradonačelnika Novog Sada u maju 1867. godine. Ovaj put je gradonačelnik bio samo godinu dana, kada ga ugarska vlada ponovo smenjuje, a ovaj put i hapsi i osuđuje na godinu dana zatvora.
Popularnost koju je Miletić uživao među ljudima nije nestala ni nakon zatvora, pa je tako, kada se ponovo našao na slobodi 1869. godine osnovao Srpsku narodnu slobodoumnu stranku koja je podržana od strane Srba sa svih teritorija na kojima su živeli.
Sa ciljem da mu trajno stanu na put, vlada Ugarske ponovo hapsi Miletića i ovaj put osuđuje na šest godina zatvora gde je bio mučen i psihički i fizički. Nikad se nije oporavio od ovog perioda provedenog u ćeliji, a politikom se više nije bavio.
Preminuo je 4. februara 1901. godine u Vršcu, a sahranjen je na Uspenskom groblju u Novom Sadu.