Rođen je 1966. u Zagrebu, no često spominje da su mu korijeni u Glavicama pokraj Sinja. Otac Stjepan za vrijeme komunizma bio je partijski dužnosnik. Bio je dobar s Mikom Tripalom i prijatelj s braćom Veselica pa su mu zbog toga izmakle visoke dužnosti. Stipe Milanović devedesetih se učlanio u HDZ, a znao je braniti Tuđmana od napada oporbe
Malog Zorana baka je bez znanja njegovih roditelja odnijela na krštenje i dala mu krsno ime Marijan. Obitelj Stipe Milanovića, Zoranova oca, do 1970. živjela je na Knežiji, nakon čega su dobili novi stan i preselili se u na Trnje
Gina (Đurđica) Milanović, majka Zorana Milanovića, bila je nastavnica engleskog i njemačkog, a otac Stipe ekonomist. Kao dječak Milanović je dobio nadimak Basta, koji ga je pratio sve do fakulteta. Osnovnu školu upisao je 1973. Oni koji ga znaju iz tog vremena opisuju ga kao odličnog, ali temperamentnog učenika. Njegova biografija bilježi mnoge zanimljive crtice. Kad je izabran za predsjednika razreda, potukao se s jednim dječakom. "Odličan početak, Milanoviću", navodno mu je tada dobacila nastavnica
Nastavu na fakultetu počeo je pohađati početkom akademske godine 1986. U travnju 1990. Milanović je, zajedno s kolegom Sinišom Petrovićem te kolegicama Tamarom Čapetom i Dubravkom Bojić, postigao velik uspjeh na natjecanju iz međunarodnog prava u Den Haagu i zaslužio Rektorovu nagradu