Es hija de Norberto Horacio Milei, un empresario del transporte de pasajeros, y Alicia Luján Lucich, ama de casa.^[8]​ Fue criada junto a su hermano mayor Javier Milei en el barrio Villa Devoto, en Buenos Aires.^[9]​ Realizó sus estudios primarios y secundarios en el colegio Cardenal Copello, ubicado en el mismo barrio.^[10]​ De acuerdo con El País, Karina Milei desarrolló una estrecha relación con su hermano desde la niñez, derivada principalmente de los supuestos maltratos verbales y psicológicos hacia Javier por parte de su padre con la omisión de su madre, sufriendo también acoso escolar.^[10]​ BBC la calificó como «su protectora en la infancia», al respecto de su relación con su hermano.^[11]​

Milei egresó de la Universidad Argentina de la Empresa como licenciada en relaciones públicas.^[12]​ También estudió marketing y comunicación en la Universidad de Belgrano.^[13]​^[14]​ Además cursó alta repostería, y tuvo un emprendimiento de tortas.^[13]​^[15]​ Entre sus actividades también se encontraba la lectura de tarot.^[7]​ Es artista de cuadros de estilo bricolaje: soles y lunas, siluetas de madera, canastos.^[16]​

Antes de ingresar a la política, Karina Milei era dueña de un taller de reparación de neumáticos y manejaba las finanzas y bienes de su hermano cuando éste se desempeñaba como economista y conferencista.^[15]​

También manejó una Sociedad familiar, Alkary Investments LLC, en Miami que compró propiedades.^[17]​^[18]​

Milei se convirtió en la principal asesora de su hermano desde que incursionó en política para postularse a diputado en las elecciones legislativas de 2021.^[19]​ Desde entonces se encarga de la agenda personal y política de Javier Milei, siendo la responsable de su comunicación, su imagen, su agenda, la administración de sus bienes, e incluso de gestionar quiénes conformaban su seguridad personal.^[16]​

Desde que Javier Milei declaró su candidatura presidencial, ella se convirtió en su jefa de campaña, así como apoderada legal del espacio político La Libertad Avanza.^[20]​ El propio candidato ha hecho público el alto nivel de influencia y decisión que tiene Karina Milei dentro de la campaña presidencial, a quien él mismo apoda «el jefe»^[21]​^[22]​ o «el mesías».^[23]​^[24]​ En la campaña fue responsable de las negociaciones con Mauricio Macri y su coalición Juntos por el Cambio tras la primera vuelta.^[25]​ Luego de la victoria electoral de Javier Milei, coordinó junto a Diana Mondino, Nicolás Posse y Guillermo Francos la transición de mando con el gobierno saliente de Alberto Fernández.^[26]​^[27]​^[28]​

El 10 de diciembre de 2023 es designada por su hermano como secretaria general de la Presidencia de la Nación, siendo la primera mujer en ocupar dicho cargo.^[29]​^[30]​ Dicha designación requirió la modificación del Decreto 93/2018, que prohibía que familiares directos del presidente ocupen dicho cargo.^[31]​^[32]​^[33]​

El 14 de febrero de 2025, la empresa panameña KIP creó el token «$LIBRA», sin publicitar el acto, como parte de un proyecto denominado «Viva La Libertad».^[34]​^[35]​ A las 19:01 hora argentina, Milei fue la primera persona en recomendar y publicar información sobre la criptomoneda $LIBRA a través de sus cuentas oficiales en Instagram, X y Facebook, con un posteo promocionando el proyecto y la criptomoneda $LIBRA en la plataforma Solana, incluyendo la dirección del contrato para comprar la criptomoneda recién lanzada, dejando el posteo fijado en su perfil.^[34]​ A su promoción se sumaron publicaciones de apoyo de miembros del gobierno como Martín Menem y José Luis Espert y personalidades como el Gordo Dan.^[36]​^[37]​ Inmediatamente después de la publicación de Milei, $LIBRA comenzó a cotizar en alza, aumentando en cuarenta minutos de 0.000001 dólares a valer 5.20. Los fundadores de Libra poseían el 70 % del circulante y al alcanzar cierta cotización, vendieron abruptamente sus tenencias y provocaron una caída del 85 % del valor de la cripto.^[38]​ Tres horas después, las nueve cuentas fundadoras de la moneda ganaron 87 millones de dólares a costa de unas 50.000 personas que compraron la moneda y vieron desaparecer su valor, en una operación con características de un tipo de fraude conocido como pump and dump.^[34]​^[39]​

El dueño de Kelsier, Hayden Davis, publicó un comunicado en donde declaraba haber sido asesor del gobierno argentino, que los miembros del gobierno le habían asegurado que iban a apoyar el proyecto y en donde calificaba de abrupta la decisión del gobierno de borrar su publicación de apoyo, asegurando que los inversores de Libra se sintieron traicionados ante este suceso.^[40]​ Además salió a la luz un chat en el que Davis afirmaba "controlar" a Javier Milei gracias a sobornos a diferentes mandatarios argentinos entre los que se encontraba la propia Karina.^[41]​

Debido a ello Mónica Frade y Maximiliano Ferraro la denunciaron penalmente acusada por la posible comisión de delito de cohecho, por infringir la Ley de Ética Pública y tráfico de influencias por coordinar las reuniones del Presidente con los impulsores de la estafa.^[42]​

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