Participou da Aliança Liberal, coligação oposicionista que promoveu as candidaturas de Getúlio Vargas e João Pessoa à presidência e a vice-presidência da República nas eleições de março de 1930. A vitória da chapa situacionista formada por Júlio Prestes e Vital Soares nesse pleito foi contestada por importantes setores da oposição, que deflagraram em outubro um levante armado contra o governo federal. Mílton Campos apoiou o movimento revolucionário, cuja vitória levou à formação do Governo Provisório chefiado por Getúlio Vargas. No ano seguinte, integrou a Legião Mineira, organização política criada em fevereiro de 1931 sob inspiração fascista e com o propósito de aprofundar o programa da revolução.
Foi nomeado advogado-geral de Minas Gerais em 1932 pelo presidente do estado, Olegário Maciel, que morreu em setembro do ano seguinte. Nessa ocasião, Mílton Campos chegou a figurar em uma das listas organizadas pelo Partido Progressista (PP) de Minas Gerais a pedido de Getúlio Vargas, que se preparava para nomear o interventor federal no estado. A escolha, contudo, recaiu sobre Benedito Valadares.