Współpracował z Göringiem przy tworzeniu Luftwaffe. Od marca 1933 był sekretarzem stanu w ministerstwie lotnictwa oraz członkiem NSDAPZ wystawioną wsteczną datą członkostwa od 1 kwietnia 1929..

W tym czasie rodzina Milcha była poddana śledztwu Gestapo w związku z pogłoskami, iż jego ojciec jest Żydem, czego Milch się wyparł. Göring rozwiązał problem, zmuszając matkę Milcha do podpisania oświadczenia, iż jej mąż nie jest biologicznym ojcem Erharda. Przy okazji miał się wyrazić: „O tym, kto w Luftwaffe jest Żydem, decyduję ja”. W dniu 30 stycznia 1937 został odznaczony przez Adolfa Hitlera złotą odznaką partyjną NSDAP.

1 listopada 1938 mianowany został generałem pułkownikiem. Od 24 października 1938 do 7 stycznia 1945 pełnił funkcję generalnego inspektora Luftwaffe. Od 12 kwietnia do 10 maja 1940 dowodził 5 Flotą Powietrzną atakującą Norwegię. Za sukcesy w Norwegii 19 lipca 1940 został awansowany do stopnia feldmarszałka.

W następnym roku, po samobójczej śmierci generała Ernsta Udeta, został szefem uzbrojenia lotnictwa, odpowiadającym głównie za produkcję lotniczą w III Rzeszy. Zapewnił wysoki poziom produkcji mimo poprzednich błędnych decyzji podejmowanych przez Udeta.