Débuts en France
Dimitrijevic a rejoint très tôt le FC Nantes. Parti suivre son père, Zoran Dimitrijevic, footballeur professionnel en France, il est vite par repéré par Guy Hillion et est recruté au FC Nantes en 1998. Il est alors âgé de 14 ans et jouait pour le club de Brive. Sur les bords de l’Erdre, le serbe joue dans toutes les classes de jeunes et remporte notamment la coupe Gambardella 2002 face à Nice, aux côtés d'Emerse Faé et de Jérémy Toulalan. Suite à ses bonnes prestations en équipes jeunes, il joue son premier match de Ligue 1 sous les ordres de Loïc Amisse en 2004 puis signe son premier contrat professionnel en 2005. 2005 est aussi l’année de sa première titularisation en Ligue 1, lors d’une défaite 2-1 à Auxerre en avril. Le serbe est régulièrement appelé dans le groupe de Serge Le Dizet, l’ancien entraîneur du centre de formation devenu coach de l’équipe première. Mais son début de carrière est fortement marqué par le début de la crise au FC Nantes et Milos évolue sous les ordres de quatre entraîneurs différents en 3 ans. Pendant cette période, le serbe a totalisé 51 apparitions en ligue 1 et a marqué un seul but, lors d’une rencontre folle face au RC Strasbourg, remportée 4 buts à 3 par le FC Nantes à la Beaujoire.
Devant la situation compliquée du club et n’étant plus vraiment désiré à Nantes, Dimitrijevic quitte la cité des Ducs en juin 2007 mais reste en France et signe à Grenoble, alors en Ligue 2. Il y rejoint un compatriote, le coach Mecha Bazdarevic, contre lequel son père avait déjà joué. Malgré la belle saison du club qui réussit à monter en Ligue 1, en se plaçant 3ème juste derrière le FC Nantes, Dimitrijevic signe une saison moyenne et totalise 19 apparitions en Ligue 2. De retour dans l'élite, le serbe s’affirme et s’impose un peu plus en équipe première. L’occasion pour lui d’enfin lancer sa carrière au plus haut niveau. Mais le milieu de terrain se montre assez inconstant et ce malgré le maintien acquis par le GF38 qui finit à la 13ème place. La saison suivante se montre plus compliquée pour le serbe et son club. Dimitrijevic se blesse rapidement dès le début de saison et ne dispute qu’un seul match de la phase aller. Marqué par ses nombreuses blessures, l'ex-nantais décide de quitter la France, pratiquement vingt années après son arrivée, pour signer dans un club de milieu de tableau serbe, le RAD Belgrade en février 2010.
Découverte tardive de la Serbie
Le transfert est un choc pour le milieu de terrain qui était habitué aux infrastructures développées de la Ligue 1 et qui habite pour la première fois depuis sa jeune enfance à nouveau en Serbie. Mais le milieu de terrain réussit de belles choses à Belgrade et permet notamment à son club de se qualifier contre toutes attentes en Europa League lors de la saison 2010-2011. En Janvier 2011, Dimitrijevic tente tout de même une expérience en Italie et est prêté au Chievo Vérone. Là-bas, le milieu joue peu et ne dispute que 2 matchs en Serie A. Mais ses bonnes prestations en championnat serbe lui valent d’être recruté par le prestigieux club de l’Etoile Rouge de Belgrade en Juillet 2011 pour la somme de 300 000 euros. De retour à Belgrade, l’ex-Nantais tente de renouer avec le succès mais le club est sujet à des difficultés financières et échoue à se qualifier en Coupe d’Europe. Dimitrijevic et ses coéquipiers sont d’abord éliminés en barrages par Rennes en 2011 puis par Bordeaux en 2012. Mais le club réussit tout de même à remporter la Coupe de Serbie en 2012 et finit à la seconde place du championnat en 2012 puis 2013. Après deux nouvelles années en Serbie, le milieu de terrain souhaite voir autre chose et s’envole pour l’Australie où il rejoint le Sydney FC en janvier 2014.
Fin de carrière en Australie
L’Australie se révèle être une bonne surprise pour Dimitrijevic qui se dit être très satisfait des conditions de vie. L’international serbe devient rapidement un rouage essentiel de l’équipe et a en plus l’honneur de jouer avec d’anciens grands joueurs comme par exemple Alessandro Del Piero. Lors de la saison 2014-2015 il est même élu joueur de l’année par les joueurs et les entraîneurs de la Hyundai A-League, le championnat australien. Cette année-là, il avait aidé son club à finir à la deuxième place mais avait perdu la finale du championnat face au Melbourne Victory. Ce bon classement permet au club de disputer la ligue des champions asiatique en 2016. Dimitrijevic et ses coéquipiers finissent premiers de leur poule et se qualifient pour la première fois de l'histoire du club pour la phase finale. Le serbe réussit même à marquer face au Guangzhou Evergrande mais l'aventure s'arrête rapidement pour lui car le club échoue en 8èmes de finale. En 2017, l’ex-nantais remporte enfin le championnat avec le Sydney FC mais choisit de prendre sa retraite juste après, à 33 ans et alors qu’il lui reste un an de contrat. Après avoir passé 4 ans en Australie, Dimitrijevic dit vouloir se “rapprocher de sa famille” et rentre en Europe. Au total, le milieu de terrain a disputé 76 matchs en A-league, pour 2 buts marqués.
Reconversion après la retraite
De retour en Europe, Dimitrijevic tente de se reconvertir. Avec l’appui du docteur Fabrice Bryand, qui a notamment travaillé au FC Nantes puis pour l'équipe de France version Laurent Blanc, Milos participe à la création d’un dispositif électronique pour l’entraînement en occlusion du nom de MAD-UP pro. Le serbe lance ensuite sa start-up en 2018, basée à Angers, afin de promouvoir cette nouvelle technique de rééducation, déjà très utilisée aux Etats-Unis et en Angleterre. Il en est le directeur général depuis 2019. “On est le premier le premier dispositif du monde à être autonome et sécurisé”, se félicite l’international serbe dans une interview pour le site Footballski.fr. L’offre de rééducation ne se limite pas qu’aux footballeurs mais aussi à tous les sportifs professionnels. Onze années après avoir quitté Nantes et avoir fait un petit tour du monde, Dimitrijevic est donc maintenant revenu dans la région de ses débuts professionnels.