Milos Forman est né à Caslav, dans l'ancienne Tchécoslovaquie. Il devient orphelin après la déportation puis la mort de ses parents à Auschwitz. Son père avait participé à la résistance tchèque contre l'occupant nazi et sa mère fut arrêtée pour avoir participé à des affaires illégales dans une épicerie.
Il est élevé avec ses frères par le reste de sa famille. Après quelques études à l'université publique de Pod?brady (qui a entre autres compté parmi ses étudiants Vaclav Havel), il entre à l'École du cinéma de Prague: la FAMU. Il y réalise plusieurs courts métrages et se lance ensuite dans la mise en scène de comédies. Son premier long métrage, L'As de pique (1963) le fait connaître au-delà des frontières de son pays. Ses oeuvres tchécoslovaques (Les Amours d'une blonde, Au feu, les pompiers !), auxquelles il donne une nette coloration de satire sociale, rompent avec le ton conformiste et l'académisme des productions communistes de l'époque.
En 1968, la répression du Printemps de Prague l'oblige à émigrer. Lors des évènements, il se trouvait à Paris pour négocier les termes du contrat de son premier film américain. Sa société de production tchécoslovaque l'avait alors directement licencié, prétextant qu'il était illégalement sorti du territoire.
Il s'établit ensuite à New York à l'Hotel Chelsea. Il deviendra plus tard professeur de cinéma à l'université Columbia où il aura notamment comme étudiants
Kathryn Bigelow, Martin Brossollet, Yves Lavandier, Ntshavheni Wa Luruli et
James Mangold, son protégé. En 1977, Forman est naturalisé américain.
Passé aux États-Unis, il réalise d'abord une comédie sociale,
Taking Off (1971), sur la middle class américaine, puis change totalement de registre avec Vol au-dessus d'un nid de coucou (1975), drame sur les milieux psychiatriques qui lui vaut la consécration internationale ainsi que l'Oscar du meilleur réalisateur, remporté à nouveau neuf ans plus tard, en 1985, pour l'adaptation de la pièce de Peter Shaffer sur la vie de Mozart vue par Salieri : le fastueux
Amadeus qu'il a en partie tourné à Prague. Il avait entre temps signé la version cinématographique de la comédie musicale culte de Broadway :
Hair (1979) et réalisé une vaste fresque sur l'Amérique du tout début du XXe siècle :
Ragtime (1981).
Valmont (1989), sa variation sur les Liaisons dangereuses de Choderlos de Laclos écrite par Jean-Claude Carrière, déçoit critique et public et ne semble pas souffrir la comparaison avec celle de
Stephen Frears et de
Christopher Hampton, sortie en salles sur une période similaire.
Il s'en retourne par la suite aux biographies filmées, réalisant
Larry Flynt (1996), Ours d'or à Berlin, portrait du magnat américain de la presse pornographique, fondateur du magazine Hustler, puis
Man on the Moon (1999), Ours d'argent de la meilleure réalisation, inspiré de la vie du comique américain Andy Kaufman. En 2007, il s'est penché sur celle du peintre Goya dans Les Fantômes de Goya qui lui a permis de retrouver le scénariste français Jean-Claude Carrière.
Milo? Forman est membre d'honneur du Club de Budapest.
Il s'apprête à recevoir le prix Lumière 2010 à Lyon au mois d'octobre pour l'ensemble de sa carrière.