Im Sommer 2000 lief der Vertrag mit den Rangers aus und Milan Hnilička wechselte zu den Atlanta Thrashers, wo er sich im Trainingslager gegen Norm Maracle durchsetzte und Back-up von Stammtorhüter Damian Rhodes wurde. In der folgenden Saison plagte sich Rhodes mit Verletzungen, so dass Hnilička zum Stammtorhüter wurde und in 60 Spielen eine Fangquote von 90,8 % erreichte. Nachdem er den größten Teil der Saison 2002/03 beim Farmteam der Thrashers, den Chicago Wolves, verbracht hatte, wurde er im September 2003 an die Los Angeles Kings abgegeben. Aber auch bei den Kings konnte er sich nicht durchsetzen und absolvierte nur zwei NHL-Spiele. Danach wurde er bei den Manchester Monarchs in der AHL eingesetzt. Am 31. Dezember 2003 verletzte er im Spiel gegen die Phoenix Coyotes am Finger und erholte sich bis zum Saisonende nicht mehr von dieser Verletzung.
Da ihm im Sommer 2004 kein neuer NHL-Vertrag angeboten wurde und der NHL-Lockout schon absehbar war, entschied sich Hnilička zu einem Wechsel in die Heimat zu den Bílí Tygři Liberec, für den er bis zum Herbst 2007 spielte. Danach wurde er vom russischen SuperligistenSalawat Julajew Ufa verpflichtet, kehrte aber im Sommer 2008 nach Liberec zurück. Nach der Saison 2008/09 bekam er keinen neuen Vertrag und war zunächst vereinslos. Erst im Dezember 2009 wurde er vom HC Slavia Prag verpflichtet, aber nach drei Einsätzen für Slavia wurde sein Vertrag Mitte Januar 2010 aufgelöst.
2010 beendete er seine Spielerkarriere und wurde Sportmanager beim BK Mladá Boleslav. 2012 beendete er seine Tätigkeit in Mladá Boleslav und arbeitete nashcließend bis 2018 in verschiedenen Positionen für die U17-, U18-, U20- und Herren-Nationalmannschaft des tschechischen Eishockeyverbandes.
2017 trat Hnilička als unabhängiger Kandidat für die politische Bewegung ANO 2011 bei der Abgeordnetenhauswahl an und gewann das Mandat im Wahlkreis Mittelböhmen. In der folge gehörte er dem Abgeordnetenhaus an, gehörte verschiedenen Ausschüssen an und leitete ab 2019 parallel die neu gegründete Nationale Sportagentur.[1] Im Januar 2021 trat er von seinen politischen Ämtern zurück.[2]
Seit September 2022 ist Hnilička erneut Sportmanager der tschechischen Nationalmannschaft.[3]
International
Milan Hnilička hat im Laufe seiner Karriere an allen großen internationalen Titelkämpfen teilgenommen. Seine ersten Erfolge feierte er im Trikot der U18-Nationalmannschaft der Tschechoslowakei, als er bei der U18-Europameisterschaft 1991 zum besten Torhüter ausgezeichnet und ins All-Star-Team gewählt wurde. Im selben Jahr und auch 1992 nahm er an der U20-Weltmeisterschaft teil.
Ein Jahr später gewann er mit der tschechischen Auswahl den Weltmeistertitel als Stammtorhüter und konnte diesen Erfolg 2001 und 2005 wiederholen. Im Februar 2006 gewann er die Bronzemedaille der Olympischen Winterspiele in Turin, wo er sich den Torhüterposten mit Tomáš Vokoun teilte. Im gleichen Jahr errang er eine weitere WM-Medaille, diesmal die Silbermedaille. Er nahm für Tschechien insgesamt an acht Weltmeisterschaften teil.