Mielich wurde in der Werkstatt seines Vaters, Wolfgang Mielich, in München ausgebildet, in der auch der als Porträtist bedeutende Barthel Beham arbeitete. 1536-1539 ist er wahrscheinlich in Regensburg bei Albrecht Altdorfer tätig, der seinen Stil maßgeblich prägen sollte. 1541 reiste er im Auftrag Herzog Wilhelms IV. von Bayern nach Rom; 1543 ist er als Meister in München verzeichnet. 1552/54 folgte eine zweite Italienreise, auf der er Tizian besuchte. 1560-1572 arbeitete er am „Ingolstädter Hochaltar“, einem Hauptwerk der süddeutschen Gegenreformation. Daneben entstanden Andachts- und Epitaphgemälde sowie zahlreiche Buchminiaturen, so zu den Bußpsalmen des Orlando di Lasso (1560/61). Mielich zählt zu den führenden Münchner Künstlern im Bereich der sakralen Malerei, der Porträtkunst und Buchmalerei. Sein Werk zeigt eine Synthese aktueller Kunstbestrebungen Italiens mit der Kunst des Dürer- und Altdorferkreises.
