Mladenov nació d'una familia llabradora nel pueblu de Toshevtsi, na Provincia de Vidin del entós Reinu de Bulgaria.[1] El so padre yera un partisanu antifascista que morrió n'aición en 1944.[1] Dempués de graduase nuna escuela militar, entró a la Universidá de Sofía, y graduóse nel Institutu Estatal de Relaciones Internacionales de Moscú en 1963.