Μετά την αποφοίτησή του από τη Νομική Σχολή του Πανεπιστημίου του Ζάγκρεμπ, ο Μιλάνοβιτς άρχισε να εργάζεται για το Υπουργείο Εξωτερικών της Κροατίας. Αργότερα, εργάστηκε ως σύμβουλος της κροατικής αποστολής στην Ευρωπαϊκή Ένωση και στο ΝΑΤΟ στις Βρυξέλλες από το 1996 μέχρι το 1999. Την ίδια χρονιά έγινε μέλος του Σοσιαλδημοκρατικού Κόμματος. Το 1998 του απονεμήθηκε τίτλος μάστερ από το Φλαμανδικό Πανεπιστήμιο των Βρυξελλών πάνω στο δίκαιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης και ανέλαβε βοηθός υπουργός Εξωτερικών για πολυμερείς σχέσεις το 2003.
Πορεία προς την πρωθυπουργία
Ήταν τοπικός συντονιστής του Σοσιαλδημοκρατικού Κόμματος για την 4η περιφέρεια της χώρας και εξελέγη πρόεδρος του κόμματος το 2007, μετά τον θάνατο του επί πολλών ετών ηγέτη του κόμματος και πρώην πρωθυπουργού Ίβιτσα Ράτσαν, έχοντας συμμετάσχει στις εκλογές για την ηγεσία του κόμματος με μία μεταρρυθμιστική πλατφόρμα. Αφού υποστήριξε τον Λιούμπο Γιούρτσιτς ως επίσημο υποψήφιο για την θέση του πρωθυπουργού της χώρας, ο Μιλάνοβιτς έθεσε ως στόχο το Σοσιαλδημοκρατικό Κόμμα να γίνει το μεγαλύτερο στο Κροατικό Κοινοβούλιο. Στις εκλογές του 2007, το κόμμα δεν κατάφερε να σχηματίσει κυβέρνηση, αφού το Σοσιαλδημοκρατικό Κόμμα ήρθε δεύτερο σε αριθμό ψήφων. Παρόλο που το κόμμα έχασε τις εκλογές, επανεξελέγη στη θέση του προέδρου της χώρας το 2008 και έγινε αρχηγός της αντιπολίτευσης, θέση στην οποία παρέμεινε μέχρι τις επόμενες εκλογές. Το 2011, δημιουργήθηκε ο συνασπισμός Κουκουρίκου, στον οποίο συμμετέχουν τέσσερα μεγάλα κεντροαριστερά κόμματα: το Σοσιαλδημοκρατικό Κόμμα της Κροατίας, το Κροατικό Λαϊκό Κόμμα - Φιλελεύθεροι Δημοκράτες, η Δημοκρατική Σύγκλιση της Ίστριας και το Κροατικό Κόμμα Συνταξιούχων. Ο συνασπισμός κέρδισε εύκολα τις εκλογές του 2011 και ο ίδιος ψηφίστηκε πρωθυπουργός της Κροατίας, αφότου το κοινοβούλιο ενέκρινε την κυβέρνησή του.
Η κυβέρνηση του Ζόραν Μιλάνοβιτς έθεσε ως κύριους στόχους την αναζωογόνηση της οικονομίας με την μεταρρύθμιση της διοίκησης και της γραφειοκρατίας, καθώς και τη μείωση του δημοσίου χρέους και την μεταρρύθμιση του φορολογικού κώδικα, καθώς και την επίβλεψη της διαδικασίας ένταξης της χώρας στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Ο ίδιος έχει αυτοχαρακτηριστεί ως φιλελεύθερος και υποστηρίζει την ισότητα των φύλων και τα δικαιώματα των ΛΟΑΤ[4].
Στις 5 Ιανουαρίου 2020 εξελέγη ως ο 5ος Πρόεδρος της Κροατίας, επικρατώντας με ποσοστό 52,6% της προέδρου Κολίντα Γκράμπαρ-Κιτάροβιτς, η οποία έλαβε γύρω στο 47,3% των ψήφων.[5] Η ορκωμοσία του έγινε στις 18 Φεβρουαρίου 2020.