Svetlomir Zlatkov erhielt seinen ersten Klavierunterricht im Alter von fünf Jahren an der Musikschule in seiner Heimatstadt Schumen, Bulgarien. In seiner Jugend gewann er mehrere Preise bei Klavierwettbewerben in Bulgarien, Frankreich, Russland, Serbien und Rumänien. Seine musikalische Ausbildung absolvierte er mit zwei Auszeichnungen an der Universität für Musik und darstellende Kunst Wien, wo er Orchesterdirigieren bei Simeon Pironkoff und Chorleitung mit Erwin Ortner und Thomas Lang studierte. Er stand am Dirigentenpult verschiedener Orchester, u. a. ORF Radio-Symphonieorchester Wien, Wiener Concert-Verein, Brasov Philharmonic, Sofia Philharmonic und St. Petersburg Chamber Orchestra. Außerdem ist er Preisträger der Dirigierwettbewerbe »Nino Rota« in Matera, Italien, »European Union Conducting Competition« in Sofia, Bulgarien, »3. BMI International Conducting Competition« in Bukarest, Rumänien, und »Wiener Schule«, Wien.
Als Pianist trat er bereits mehrmals im Wiener Musikverein und Konzerthaus sowie in der Wiener Staatsoper auf. Von 2017 bis 2021 arbeitete Zlatkov als Assistent des Chordirektors der Wiener Staatsoper. Mit der Spielzeit 2021/22 wechselte er an das Landestheater Linz als Korrepetitor mit Dirigierverpflichtung und in der darauffolgenden Saison als Studienleiter. Darüber hinaus betreute er von 2019 bis 2023 den Vorbereitungslehrgang Dirigieren seiner Alma Mater.
Seit der Saison 2023/24 ist Svetlomir Zlatkov 2. Kapellmeister und Studienleiter am TN LOS!.