Rok później w wieku 26 lat zadebiutował w MMA na turnieju Battle of the Masters odbywającym się w Chicago. Miletich wygrał turniej poddając wszystkich trzech rywali przez duszenie zza pleców. W 1996 zwyciężył w kolejnej edycji tego turnieju.
Ultimate Fighting Championship W latach 1995–1998 zanotował bilans 17-1-1. Jego dobra passa została w końcu doceniona, owocując zaproszeniem go do udziału w turnieju wagi lekkiej organizowanym przez UFC który odbył się 13 marca 1998. Miletich ostatecznie wygrał 4-osobowy turniej. 16 października tego samego roku otrzymał szansę stoczenia walki o inauguracyjne mistrzostwo UFC w wadze lekkiej (dzisiejsza waga półśrednia -77 kg) z Mikeyem Burnettem – uczestnikiem marcowego turnieju w którym doszedł do finału, lecz musiał się z niego wycofać z powodu kontuzji. Miletich zdobył tytuł mistrza po bardzo wyrównanej walce na punkty. Pasa bronił z powodzeniem czterokrotnie w ciągu jednego roku. Mistrzostwo w wadze lekkiej stracił 4 maja 2001 w piątej obronie (od 4 maja 2001 oficjalnie nazywaną wagą półśrednią) na rzecz Kanadyjczyka Carlosa Newtona odklepując rzadkie duszenie tzw. "bulldog choke" w 3. rundzie.