Labourledaren sade att en ny lag skulle göra det möjligt för familj och vänner till avlidna män att försöka upphäva historiska övertygelser för "bruttoförsumlighet".
Han sade att lagstiftningen skulle kallas "Turning's Law" till minne av Alan Turing.
Enigma-kodbrytaren dömdes för "bruttig oanständighet" 1952 och fick först en postum benådning 2013.
Homosexualitet var olaglig tills den avkriminaliserades i England 1967.
Turing dömdes 1952 för grov oanständighet i samband med en affär med en 19-årig man, varefter han kemiskt kastrerades.
Domen innebar att han förlorade sitt säkerhetstillstånd och var tvungen att stoppa det kodknäckande arbete som hade visat sig vara viktigt för de allierade under andra världskriget.
Matematikern benådades först 2013, nästan 60 år efter sin död genom självmord 1954. Detta följde på en officiell ursäkt av f.d. premiärminister Gordon Brown 2009 för hur Turing hade behandlats.
Släktingar till Turing har lett en kampanj med hög profil för att säkra benådningar för de 49 000 andra män som dömts enligt historiska oanständighetslagar.
Miliband uttryckte sitt stöd för flytten och sade: " Det som var rätt för Alan Turings familj borde vara rätt även för andra familjer.
"Nästa Labourregering kommer att utsträcka de rätta individerna redan nu att omintetgöra övertygelser som samhället nu ser som grovt orättvisa mot släktingarna till de dömda som gått bort."
Frågade om David Cameron skulle stödja Milibands förslag, sade premiärministern "kommer alltid att fortsätta att titta noga på vad mer kan göras för att rätta till dessa fel".
En talesman påpekade att koalitionsregeringen redan hade antagit lagstiftning som gjorde det möjligt för personer med historiska övertygelser eller varningar för vissa homosexuella aktiviteter att ansöka om att de skulle tas bort från kriminalregistret.
"Det var denna regering som införde 2012 lag," sade talesmannen. "Det var under denna regering som Turing fick benådningen genom att använda det kungliga prerogativet."
En benådning beviljas normalt endast om personen är oskyldig till brottet och om en begäran har gjorts av någon med ett egenintresse, t.ex. en familjemedlem.
Men i Turings fall utfärdades en benådning utan att något av kraven uppfylldes, efter ett inlägg av förbundskansler Chris Grayling.
En framtida Labourregering skulle bana väg för postum benådning av homosexuella män som dömts enligt historiska oanständighetslagar, har Ed Miliband sagt.