У грудні 1920 року Мілонов отримав від товаришів по партії наступну характеристику: «глибоке розуміння завдань радянського будівництва, безмежна відданість справі революції, вміння групувати навколо себе все чесне, великий організаційно-адміністративний досвід. До практичної роботи не придатний через теоретичних міркувань. На місці в робітничо-селянському університеті». На підставі даної рекомендації, в травні 1921 року Президія губкому партії призначив Мілонова відповідальним за викладання суспільних наук в Самарському робітничо-селянському університеті. Також він був обраний в члени організаційного бюро зі створення губернського відділення комісії з вивчення історії Жовтневої революції і РКП(б). У березні 1921 року був делегатом X з'їзду партії. На з'їзді заявив відвід наміченому в президію М.В. Фрунзе, заявивши про відсутність чітких доказів непричетності того до зловживань в Самарському військовому окрузі, але його пропозиція була відхилена з подачі К.Б. Радека. Тримав окрему промову, в якій звинуватив верхівку партії в кастовості і відриві від робітничо-селянських мас, розкритикував керівних партпрацівників за насадження бюрократизму, фактично заявивши Леніна в якості «найбільшого чиновника» в Росії, за що Д.Б. Рязанов назвав Мілонова «теоретично безногим і безруким». Також дорікнув Леніна в адміністративному наклеюванні на «робочу опозицію» ярлика синдикалізму, після чого у відповідному слові ним був розкритикований. Надалі покинув ряди «робітничої опозиції» і «підкорився партійній дисципліні», ставши твердо дотримуватися «генеральної лінії»; згодом зазначав, що» переконливість його Леніна аргументації в заключному слові зіграла вирішальну роль для відходу від опозиції. 10 липня 1921 Мілонов став тимчасово виконуючим обов'язки секретаря губкому партії, але вже 27 липня був звільнений з посади у зв'язку з призначенням до комісії з переобліку членів партії, після чого взяв активну участь у чищенні лав губернської парторганізації.