Milinković-Savić durchlief sämtliche serbischen Juniorenteams. Mit der U-19 erreichte er 2014 das Halbfinale bei der U-19-Fußball-Europameisterschaft 2014, blieb jedoch ohne Einsatz. Ein Jahr später war er Teil des Kaders, der die U-20-Fußball-Weltmeisterschaft 2015 in Neuseeland gewann. Mit der U21 spielte er bei der U-21-Fußball-Europameisterschaft 2017, wo er zwei Spiele in der Gruppenphase bestritt.