HemofarmRediger
Milutinov fik sin professionelle debut i den serbiske klub Hemofarm i sæsonen 2011-12.
Partizan Beograd (2012-15)Rediger
I juni 2012 underskrev Milutinov en fireårig kontrakt med Partizan Beograd i Adriaterhavsligaen. I sin første sæson med Partizan vandt han mesterskabet i Adriatic League 2012-13 sæson, og mesterskabet i Serbisk Liga 2012-13 sæson. I sin anden sæson vandt han det serbiske ligamesterskab for anden gang i træk, efter at hans hold besejrede Crvena zvezda, med en 3-1 sejr i ligaens finaleserie.
I sæsonen 2014-15, efter afgangen af Partizan-starterne Dejan Musli og Joffrey Lauvergne, øgedes Milutinovs rolle på holdet. I en kamp den 15. november mod Levski Sofia lavede han sæsonhøjde 21 point og tilføjede også 10 rebounds. For den præstation blev han udtaget til Adriatic League 2014-15 sæsonens ideal fem i 8. runde af konkurrencen. Den 14. april i kamp 1 i semifinaleserien i Adriatic League mod Crvena zvezda skadede han hornhinden på sit højre øje efter et sammenstød med Jaka Blažič. Han kom i aktion igen i den følgende kamp, dog uden anbefaling fra holdets lægestab. Til sidst vandt Crvena zvezda Adriaterhavsligaens finaleserie over Milutinovs hold, Partizan, med en 3-1-score i serien. I løbet af 28 kampe spillet i Adriatic League i den sæson scorede Milutinov i gennemsnit 9,8 point og 7,6 rebounds pr. kamp.
Olympiacos (2015-20)Rediger
Den 25. juli 2015 underskrev Milutinov en treårig aftale med den græske ligaklub Olympiacos. Med Olympiacos vandt han mesterskabet i den græske liga i sæsonen 2015-16. Han blev kåret som den mest forbedrede spiller i den græske liga i 2017.
I oktober 2017 forlængede han sin kontrakt med Olympiacos i yderligere tre sæsoner. I sæsonen 2017-18 blev Olympiacos slået ud i playoff-serien til Žalgiris Kaunas med 3-1. Milutinov havde sin bedste sæson siden han kom til klubben, og havde i gennemsnit karrierehøjder på 8,8 point og 5,7 rebounds i løbet af 29 EuroLeague-kampe.
I 2018-19-sæsonen deltog Milutinov i 28 kampe i EuroLeague og havde i gennemsnit nye karrierehøjder på 11,7 point og ligaens næsthøjeste 7,9 rebounds, mens han skød 66,3 % fra banen. I den græske liga scorede han i gennemsnit 10,9 point og 7 rebounds i løbet af 24 kampe.
CSKA Moskva (2020-nutid)Rediger
Den 2. juni 2020 underskrev Milutinov en treårig kontrakt med den russiske klub CSKA Moskva. Den 30. december 2020 satte Milutinov EuroLeague-rekord for flest offensive rebounds i en kamp – han havde 16 offensive rebounds i en 91-87-sejr over Olimpia Milano og sluttede kampen med 17 point og karrierens højeste samlede antal rebounds på 19.
NBA-draftrettighederBearbejd
Den 16. april 2015 erklærede Milutinov sig kvalificeret til NBA-draften i 2015. Den 25. juni 2015 blev Milutinov valgt med det 26. samlede valg i første runde af draften, af San Antonio Spurs.