A Detroit Miličić rimase per tre stagioni giocando complessivamente 96 partite (di cui solo due da titolare) e non andando oltre gli 1,8 punti di media a partita (2004-05, sua migliore stagione in canotta Pistons). Nel 2006 venne ceduto agli Orlando Magic dove trovò maggiore spazio incrementado le proprie statistiche sino ad arrivare, nella sua seconda stagione, alla media di 8 punti e 5,5 rimbalzi a partita.
Nell'estate del 2007 disputa i campionati europei, ma al termine della competizione viene escluso dalla Nazionale serba, per via di un'intervista in cui Miličić minacciava con termini volgari le madri e le figlie degli arbitri. Durante la stessa estate si trasferisce ai Memphis Grizzlies, dove resta fino al giugno 2009 quando, in cambio di Quentin Richardson, passa ai New York Knicks.
Nel 2013 ha ufficializzato il suo ritiro dall'NBA, mentre l'anno seguente ha annunciato di aver abbandonato l'attività da cestista per intraprendere quella di lottatore di kickboxing[1]. Il 19 maggio 2015 ritorna a giocare a basket, in Serbia, firmando con la squadra del Metalac Valjevo[2], ma successivamente la vicenda si conclude con un nulla di fatto.
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