Mildenhall liegt im malerischen Kennet-Tal in Wiltshire, etwa eineinhalb Meilen östlich von Marlborough. Der Ort erstreckt sich entlang einer Nebenstraße, die dem Fluss Kennet folgt, bevor er sich nach Ramsbury windet. Im Westen bildet der Og die natürliche Grenze, bis er in den Kennet mündet. Neben dem Hauptdorf gehören auch die kleinen Siedlungen Poulton und Stitchcombe zur Gemeinde.
Die Geschichte des Ortes reicht bis in die Römerzeit zurück, als hier die Siedlung Cunetio entstand, die an einem wichtigen Straßenkreuz lag. Später entwickelte sich Mildenhall im angelsächsischen Zeitalter und wurde erstmals im frühen 9. Jahrhundert urkundlich als Mildanhald erwähnt. Im Domesday Book von 1086 erscheint es als Mildenhalle, ein kleines Dorf mit etwa zwanzig Haushalten. Jahrhundertelang war der Ort Teil des Savernake Forest, bis die Eisenbahnlinie Swindon–Marlborough im 19. Jahrhundert das Bild prägte.
Heute ist Mildenhall vor allem für seine historische Pfarrkirche St. John the Baptist bekannt, die als herausragendes Beispiel einer Dorfkirche gilt. Das Gotteshaus vereint Bauelemente aus mehreren Jahrhunderten und beherbergt wertvolle Ausstattungsstücke wie eine Orgel mit Westempore und farbenfrohe Marmordenkmäler. Im Ort gibt es ein traditionelles Pub, den Horseshoe Inn, und ein jährliches Dorffest mit Laternenumzug und Entenrennen. Persönlichkeiten wie der Orientalist Edward Pococke oder der Maler Tobias Young haben hier gelebt.