V roce 1993 vstoupil do ČSSD. Nejprve byl zvolen do místního zastupitelstva v Konici, v červnu 1996 byl zvolen poslancem. Pracoval mimo jiné ve sněmovním výboru pro veřejnou správu, regionální rozvoj a životní prostředí a v zemědělském výboru. Od ledna do května 2006 byl předsedou rozpočtového výboru; působil také jako místopředseda poslaneckého klubu ČSSD.

Měl být dočasným předsedou

V srpnu 2006 byl zvolen předsedou Poslanecké sněmovny. Měl ale být pouze dočasným šéfem dolní komory. Vlčkovo zvolení totiž odblokovalo patovou situaci po volbách. Sněmovna se předtím pokusila vybrat nové vedení šestkrát neúspěšně.

Obsazení funkce předsedy sněmovny je klíčové kvůli tomu, že právě on při případném třetím pokusu o sestavení vlády navrhuje prezidentovi nového premiéra. Na jednání u prezidenta se nakonec strany dohodly na tom, že předsedou sněmovny bude zvolen představitel ČSSD, který však odstoupí ve chvíli, kdy by případně měl vybírat předsedu vlády. Protože však druhá vláda Mirka Topolánka důvěru získala, Vlček premiéra nevybíral a v čele Poslanecké sněmovny zůstal.

V roce 2008 se ovšem spekulovalo o tom, že by Sněmovnu mohl vést místo něj předseda ČSSD Jiří Paroubek. Ale Vlček se takovým jednáním zdál být pohoršen. Tvrdil, že někdo by měl za ním přijít a říct mu to. „Jedná se o mně beze mě," čílil se tehdy. Nakonec ale v křesle předsedy Sněmovny zůstal.

Miloslav Vlček je podruhé ženatý, má dvě dcery a dva syny. 

Citáty k umravnění poslanců

V čele Sněmovny zaujal Vlček například tím, že na počátku schůze četl citát některého filozofa či spisovatele. To proto, aby údajně umravnil hlučné poslance. Nic z toho ale nefungovalo. "Když jsem však tato opatření využíval, poslanci za mnou chodili a upozorňovali mne, že nejsou žáci ve škole," podotkl k tomu.

Co mám teď dělat?

V únoru 2008 Vlček předsedal společné schůzi Poslanecké sněmovny a Senátu, která volila prezidenta. Řízení schůze ale podle kritiků příliš nezvládl. „Co mám teď dělat?" tázal se například během schůze několikrát místopředsedy sněmovny Vojtěcha Filipa (KSČM).

Tak si to zkuste sami

Jeho lapsusem byla také schůze, která se konala 22. října 2008. Schůze byla výjimečná tím, že se dlouze čekalo na výsledky hlasování o tom, zda se přeruší jednání o nedůvěře vládě, či ne. Během jedné hodiny totiž měli poslanci víc přestávek než jednání.

Nejdřív předseda sněmovny Vlček čekal, zda někdo hlasování nezpochybní. Nezpochybnil. Pak se zase zasekla tiskárna. "Nefunguje tiskárna. Tak dáme pětiminutovou pauzičku. Ale neodcházejte nikam," vyzýval poslance Vlček. Vzápětí dodal: "Už to jde." Ale čekání pokračovalo.

Znervóznělý Vlček se totiž poněkud ztratil v číslech na elektronické tabuli. „Co to tam je za výsledky? Takhle to nebylo!" zlobil se poté. Nemohl uvěřit tomu, že na tabuli svítil výsledek  100:96. Sněmovna Vlčka za jeho bezradnost obdařila smíchem. "Vy se tomu smějete, ale pojďte si to taky zkusit,"kontroval na to Vlček za již burácejícího smíchu poslanců. Tato jeho věta nakonec vešla do sněmovních dějin.

Stalo se dnes: Vlček rezignoval i na mandát poslance, kandidovat nebude