Aos 21 anos publica o primeiro livro de poesias, Poemat o Czasie Zastyglym (Poemas do Tempo Congelado). De tendências socialistas, integra o grupo de poetas "catastrofistas", assim conhecidos por suas previsões de iminentes desastres mundiais.
Participa ativamente da Resistência durante a ocupação nazista na Polônia, época na qual edita, escreve e traduz diversos textos clandestinos, dos quais o mais conhecido é Pieshn Niepodlegla (Canção Invencível, 1942). Com o final da II Guerra Mundial, sua coletânea de poesias Ocalenie (Resgate, 1945) é um dos primeiros livros publicados na Polônia comunista.
Pelos serviços prestados é recompensado pelo novo governo com os cargos de adido cultural em Washington e, logo em seguida, primeiro-secretário para assuntos culturais, em Paris. Descontente com os rumos da política em seu país, em 1951, Milosz solicita asilo na França e, nove anos mais tarde, emigra para os Estados Unidos. Ingressa na Universidade da Califórnia, em Berkeley, e naturaliza-se em 1970. Entre suas obras estão Prywatne Obowiazki (Obrigações Privadas, 1972), The Collected Poems 1931-1987 (Poemas Reunidos, 1988) e Provinces (Províncias, 1993.