Po negativni sezoni 1962/63, v kateri je uspel zadeti le en gol v 18 nastopih v Serie A za Fiorentino, je Milani kupil Inter in postal član tistega, kar je kasneje znano kot "Grande Inter" Helenio Herrera. Milani je imel uspešno sezono v milanskem klubu, v 18 tekmah v Seriji A je zadal 7 golov, s čimer je Interju pomagal doseči drugo mesto v Seriji A, ko je po porazu v oddaji proti Bologni, ki je bila po zaključku sezone na prvem mestu, izgubila točk z Interjem. Milani je z Interom v tej sezoni osvojil tudi evropski pokal 1963-64, v finalu evropskega pokala 1964 pa je zadal gol proti Realu Madrid. Naslednjo sezono je nadaljeval z zmago v Intercontinentalnem pokalu leta 1964.
Z Interom proti zmagovalcem Copa Libertadores Independiente. V zimskem času leta 1964 pa se je Milani resno poškodoval v tekmi evropskega pokala proti Dinamu v Bukarešti, ko je dobil koleno v hrbet. Zaradi trčenja je imel premaknjeno hrbtenico, kar je predčasno končalo njegovo kariero. V drugi sezoni v Interu je še vedno lahko osvojil drugi evropski pokal in naslov Serie A, čeprav je igral le 11 tekem, z Interom pa je dosegel tudi finale Coppa Italia.