Свою военную службу Милорадович начал под командованием Суворова. Он принадлежал к числу молодых сподвижников великого полководца наряду с Багратионом и Горчаковым.

15 августа 1812 года Милорадович прибыл в действующую армию во главе 15 тысяч подкрепления. При Бородине командовал правым флангом, а в дальнейшем — центром русской армии.

Именно М. А. Милорадович договорился с Мюратом о временном перемирии при оставлении русскими войсками Москвы. В сражении при Малоярославце не дал французам сразу опрокинуть русские войска. При преследовании наполеоновской армии арьергард генерала Милорадовича превратился в авангард русской армии.

22 октября 1812 г. состоялось сражение под Вязьмой авангарда русской армии под командованием генерала Милорадовича и донского атамана М.И. Платова (25 тыс. чел.) с 4 французскими корпусами (всего 37 тыс. чел.), окончившееся блестящей победой российских войск, и в результате которого французы потеряли 8,5 тысяч человек убитыми, ранеными и пленными. Урон русских составил около 2 тысячи человек.