Milan Vilotić je karijeru počeo u Čukaričkom iz Beograda 2004. godine, gde je igrao sve do avgusta 2009. 

Vilotić je bio član reprezentacije na Evropskom prvenstvu za mlade do 21 godine 2009. Nakon tog nastupe, postao je igrač Crvene zvezde, u kojoj je bio standardan u svojoj prvoj godini po prispeću u klub.

U sezoni 2009-10 izabran je u tim idealnih 11 igrača domaćeg prvenstva.

Narednog leta (avgust 2010. godine) ustanovljen mu je maligni tumor ključne kosti, bolest zbog koje je propustio najveći deo naredne sezone, ali se uspešno oporavio i zauzeo mesto u prvom timu.

Tokom iščekivanja operacije i perioda oporavka, Milan Vilotić je ujedinio srpsku fudbalsku javnost, bez obzira na klupsku pripadnost.

Ne zadugo, zbog nesporazuma sa trenerom Robertom Prosinečkim (kršenje klupske discipline) Vilotić je igrao malo, a zatim po isteku ugovora 2012. godine otišao u švajcarski Grashopers.

Iako je poziv za nacionalni tim imao još 2010, čak je i otputovao u Japan na prijateljski susret, tada nije debitovao za Srbiju zbog trovanja hranom. Godinu dana kasnije, zabeležio je prve reprezentativne nastupe.