La 13 februarie 1944 căpitanul Alexandru Șerbănescu a preluat comanda Grupului 9 Vânătoare. Exact în această zi, Ioan Milu se afla la București pentru că... se recăsătorea. Pe mireasă o chema Maria Cristescu și era din Capitală.

Nunta a avut loc la Cercul Militar, în Sala de Marmură. Însă Milu divorțat numai după o săptămână, „din cauză că [soției] nu-i convenea copilul, pe care nu-l iubea”.

Probabil că șocul divorțului l-a făcut pe Ioan Milu să-și doreacă revenirea pe front. La 24 februarie a devenit membru al grupului 9 Vânătoare și, din acest moment, el și Șerbănescu sunt aproape nedespărțiți. Au luptat împreună împotriva sovieticilor, dar și americanilor, până la 8 august 1944, când brașoveanul a fost doborât. S-a salvat cu parașuta și a fost internat în spitalul Floreasca din București cu mâna stângă fracturată și rănit grav la piciorul stâng.

Zece zile mai târziu, căpitanul Șerbănescu, prieten și comandant al Grupului 9 Vânătoare, și-a pierdut viața în luptă cu aviația de vânătoare americană.

O vreme, Milu a stat internat. La 1 decembrie 1944 a fost trimis de la Floreasca la sanatoriul medical din Băile Herculane, unde a stat două luni, în convalescență. S-a întors pe front la 23 februarie 1945, fiind încadrat în Grupul 1 Vânătoare. A acționat pe terenurile Miskoltz, Lucenec, Zvolen și Piestiany. Despre această perioadă, a scris: „Am acționat în misiuni de vânătoare liberă, dar majoritatea au fost de protecție a bombardierelor, care executau misiuni de bombardament asupra pozițiilor inamice din Munții Tatra și pe Valea Moravei. (...) La începutul lunii mai 1945, într-o misiune de vânătoare sondă spre Brno, am fost surprins de o formație de vânătoare germană, de care am fost salvați de vânătoarea sovietică, care ne-a venit în ajutor. Am stat opt zile la un grup de vânătoare sovietic de lângă Viena, din cauză că am fost lovit în acea luptă aeriană în motor, unde m-am bucurat de cel mai frumos și sincer tratament”.

La scurt timp de la încheierea războiului – mai exact, la 16 iunie 1945 – a fost avansat la gradul de ofițer de echipaj cls. a II-a (locotenent).

A revenit în țară la 1 august 1945. Pe front a acumulat 535 misiuni, 250 lupte aeriene și 43 de avioane doborâte, devenind al treilea as al aviației militare române, după Constantin Cantacuzino și Alexandru Șerbănescu.

A primit următoarele decorații:

• Ordinul Mihai Viteazul (fără brevet);
• Ordinul Steaua României, Clasa a V-a, cu spade;
• Ordinul Virtutea Aeronautică, Clasa Ofițer;
• Ordinul Virtutea Aeronautică, Clasa Cavaler, cu două barete;
• Ordinul Virtutea Aeronautică, Clasa Crucea de Aur, cu două barete;
• Crucea Serviciul Credincios, cls.1, cu spade;
• Crucea de Fier, cls. I (germană);
• Crucea de Fier, cls. a II-a (germană);
• Insigna de aur pentru 500 de misiuni.