Притежава специалности по Детски болести,  Онкология и Детска клинична хематология и онкология. За периода 1998-2000 г. специализира Детска онкология в Département de Pédiatrie, Institut Gustave-Roussy, Villejuif, Paris, France, и придобива диплом по Детска онкология. През 2020 г. защитава дисертационен труд на тема Сърдечнносъдови промени, кардиометаболитен риск и костно здраве след успешна терапия на малигнени хемопатии в детска възраст и придобива образователната и научна степен доктор по специалност Педиатрия. От 2021 г. е с научното звание доцент по педиатрия.  Научните и професионални интереси на доц. Милена Белчева са в областта на злокачествените тумори в детска възраст, малигнени хемопатии и късни усложнения при химиотерапия. Ръководител е на Клиника по детска клинична хематология и онкология от 2023 г.