Народився 30 жовтня 1966 р., Загреб, СР Хорватія.
Навчався в Центрі управління та судочинства (елітна середня школа, нині 1-ша загребська гімназія).
1986 р. вступив до Загребського університету на спеціальність «судове право». Вивчив англійську і російську, а також французьку мови.
Після закінчення вишу став стажистом у Загребському торговельному суді, а 1993 року влаштувався у хорватське МЗС.
Через рік Зоран вирушив у Нагірно-Карабаську Республіку в складі миротворчої місії ООН і ОБСЄ, пробувши там 45 днів. 1996 року працював радником у хорватській місії при Європейському Союзі та НАТО у Брюсселі. Через два роки закінчив аспірантуру з європейського та порівняльного права при фламандському університеті Брюсселя.
Повернувся до Міністерства закордонних справ 1999 року, наприкінці строку своїх повноважень.
1999 року Зоран вступив до СДП (перед цим не був членом жодної партії). Після перемоги СДП на парламентських виборах 2000 р., на нього було покладено відповідальність за взаємодію з НАТО, а через три роки він став помічником міністра закордонних справ Тоніно Піцули. Залишив свій пост після виборів 2003 року, коли консервативна ХДС повернулась до влади.
2004 року його обрали в Головний комітет СДП. Двома роками пізніше він протягом короткого часу перебував на посаді відповідального за зв'язки партії з громадськістю (речника), підміняючи Ґордану Ґрбич. Зорана також обрали координатором IV виборчого округу на майбутніх тоді виборах 2007 року.
П'ятого серпня 2011 року Міланович створює передвиборчу коаліцію Кукуріку, до якої крім СДП вирішують увійти Хорватська народна партія (ХНП) на чолі з Радіміром Чачичем, Істрійська демократична асамблея (ІДА) Івана Яковчич та Хорватська Сілвано Хреля.
Коаліція здобуває переконливу перемогу на чергових парламентських виборах 4 грудня 2011 року, здобувши більшість мандатів.
У 2019 році брав участь у виборах президента Хорватії. Пройшов у другий тур, набравши найбільшу кількість голосів (29,5%) та обійшовши чинного президента Колінду Грабар-Кітарович (26,7%). В результаті другого туру президентських виборів обрано Президентом Хорватії.
18 лютого 2020 року обійняв посаду, став п'ятим з моменту здобуття незалежності Президентом Хорватії.
Одружений. Разом з дружною виховують двох синів.
26.01.2022