Après la mort de ses parents en camp de concentration, Milos Forman est élevé par ses proches. Diplômé de l'école des Hautes Etudes Cinématographiques de Prague en 1955, il travaille pour la télévision et écrit ses premiers scénarios. Assistant du réalisateur Alfred Radok pour Grand-père automobile (1957), il réalise en 1962 deux courts-métrages documentaires : Concours et S'il n'y avait pas ces guinguettes.
Dans ses deux courts-métrages se dégage déjà le style du réalisateur : un goût pour un cinéma au service de la réalité et une excellente maîtrise de la direction des acteurs par une improvisation semi-contrôlée. L'un de ses thèmes de prédilection apparaît : la jeunesse confrontée au monde figé des adultes. Tout au long de sa carrière, Milos Forman raconte la soif des libertés individuelles, étouffées par les tendances conservatrices des structures en place.
Dans L'as de pique (1963), son premier long métrage qui remporte un succès international, la satire sociale est bien visible derrière le récit autobiographique d'un jeune homme de la province tchèque. Après un voyage aux Etats-Unis, Forman réalise en Tchécoslovaquie Au feu, les pompiers (1967), maîtrisant avec brio et finesse le récit fou d'un bal de pompiers qui tourne mal. Il y livre une critique rangée et acerbe de la bureaucratie. Ce film déclenche un scandale dans le pays du cinéaste ; le ton anticonformiste n'est pas apprécié par les instances communistes et Forman choisit de s'exiler aux Etats-Unis peu après le Printemps de Prague. Commence alors sa carrière américaine. L'histoire de la fugue d'une adolescente recherchée par son père dans les rues de New York, Taking off (1971) demeure dans la droite ligne des oeuvres précédentes. Ce film, considéré comme l'un des portraits les plus profonds de la middle-class américaine des années 1960, est sa dernière comédie d'auteur.
Milos Forman signe ensuite des adaptations d'oeuvres littéraires et prend goût pour les biopics. En 1975, il réalise Vol au-dessus d'un nid de coucou : le film est un triomphe et remporte cinq oscars. Pour la première fois, Milos Forman dirige une star, Nicholson, qui interprète un homme opposé à toute autorité. Avec ce film tourné dans un hôpital psychiatrique, Forman devient l'un des plus grands réalisateurs américains de l'époque. Il acquiert la nationalité américaine en 1977.
Avec Hair (1979), comédie et exaltation dramatique de l'amitié et de la liberté sans rupture de ton grâce à la perfection du jeu d'acteurs inconnus et à la réussite visuelle des inspirations du cinéaste, il poursuit sa réflexion sur la jeunesse confrontée à la société. Avec Ragtime (1981), fresque sur l'Amérique du début du XXe, le succès n'est pas au rendez-vous. Mais en 1984, Amadeus sort sur les écrans et raffle de nombreux prix internationaux. Milos Forman y retrouve sa verve caustique et son goût immodéré pour les rebelles tout en initiant le spectateur à la musique et à la création. Face à un Mozart incompris, il dresse le portrait d'un monde réducteur et destructeur où l'empereur Joseph II reproche au compositeur " trop de notes " dans son opéra.
En 1989, très librement inspiré des Liaisons dangereuses de Laclos, Valmont sort en salle, mais le film est un échec. En 1996, le réalisateur continue à affirmer, avec Larry Flint, portrait du magnat américain de la presse pornographique, que la liberté d'expression n'est jamais acquise. Puis Forman rend hommage à l'un des plus excentriques acteurs américains des années 1960, Andy Kaufman, dans L'homme sur la Lune (1999) avec Jim Carrey dans le rôle titre. En 2005 le réalisateur tourne Les Fantômes de Goya, où il décrit l'Inquisition espagnole du XVIIIe.
Milos Forman publie en 1993 un livre autobiographique, Et on dit la vérité.
Courts métrages 1962 | Kdyby ty musiky nebily [Ah, s'il n'y avait pas ces guinguettes] | Milos Forman |
| 1962 | Konkurs Le Concours = L'Audition | Milos Forman |
| 1971 | Nedostaje mi Sonja Henie | Frederick Wiseman, Dusan Makavejev, Milos Forman, [etc.] |
| 1962 | Kdyby ty musiky nebily [Ah, s'il n'y avait pas ces guinguettes] | Milos Forman |
| 1962 | Konkurs Le Concours = L'Audition | Milos Forman |
| 1969 | Pince à ongles (La) | Jean-Claude Carrière |
| 1990 | Dreams of Love | Jeffrey A. Mueller |
| 1997 | Who Is Henry Jaglom ? | Henry Alex Rubin, Jeremy Workman |
| 2008 | Générations 68 | Simon Brook |
| 2012 | Tvoje slza, muj dést : Prítomnost Arnosta Lustiga | Eva Lustigová |
Longs métrages| 1956 | Lanterna magika | Milos Forman |
| 1963 | Cerny petr L'As de pique | Milos Forman |
| 1965 | Lasky jedne plavovlasky Les Amours d'une blonde | Milos Forman |
| 1967 | Hori, ma panenko Au feu, les pompiers ! | Milos Forman |
| 1970 | Taking Off | Milos Forman |
| 1973 | Visions of Eight | John Schlesinger, Claude Lelouch, Milos Forman, [etc.] |
| 1973 | Visions of Eight : The Decathlon | Milos Forman |
| 1975 | One Flew Over the Cuckoo's Nest Vol au-dessus d'un nid de coucou | Milos Forman |
| 1977 | Hair | Milos Forman |
| 1980 | Ragtime | Milos Forman |
| 1983 | Amadeus | Milos Forman |
| 1988 | Valmont | Milos Forman |
| 1996 | People Vs Larry Flynt (The) Larry Flynt | Milos Forman |
| 1999 | Man on the Moon | Milos Forman |
| 2005 | Fantasmas de Goya (Los) Les Fantômes de Goya | Milos Forman |
| 2009 | Dobre placená procházka | Milos Forman, Petr Forman |
| 1957 | Dedecek automobil [Grand-père automobile] | Alfred Radok |
| 1955 | Nechte to na mne | Martin Fric |
| 1963 | Cerny petr L'As de pique | Milos Forman |
| 1965 | Lasky jedne plavovlasky Les Amours d'une blonde | Milos Forman |
| 1967 | Hori, ma panenko Au feu, les pompiers ! | Milos Forman |
| 1970 | Taking Off | Milos Forman |
| 1983 | Amadeus | Milos Forman |
| 2005 | Fantasmas de Goya (Los) Les Fantômes de Goya | Milos Forman |
| 2000 | Way Past Cool | Adam Davidson |
| 1956 | Stribrny vitr Brise argentée | Václav Krska |
| 1957 | Dedecek automobil [Grand-père automobile] | Alfred Radok |
| 1966 | Ein Anlass zum Sprechen - FAMU Prag | Haro Senft |
| 1982 | Before the Nickelodeon | Charles Musser |
| 1985 | Heartburn La Brûlure | Mike Nichols |
| 1989 | New Year's Day | Henry Jaglom |
| 1992 | Envers du décor, portrait de Pierre Guffroy (L') | Robert Salis |
| 1999 | Keeping the Faith Au nom d'Anna | Edward Norton |
| 2000 | In the Shadow of Hollywood | Sylvie Groulx |
| 2002 | Charlie : The Life and Art of Charlie Chaplin | Richard Schickel |
| 2003 | A Decade Under the Influence | Ted Demme, Richard LaGravenese |
| 2004 | Tell Them Who You Are | Mark Wexler |
| 2007 | Chelsea on the Rocks | Abel Ferrara |
| 2007 | Fog City Mavericks | Gary Leva |
| 2010 | 25 ze sedesátých, aneb Ceskoslovenská nová vlna | Martin Sulik |
| 2010 | Bien-aimés (Les) | Christophe Honoré |
| 2011 | Carrière, 250 metros | Juan Carlos Rulfo, Natalia Gil Torner |
| 2016 | To Make a Comedy Is No Fun : Jirí Menzel | Robert Kolinsky |