Miloš Hlavica působil v někdejším Realistickém divadle Zdeňka Nejedlého, dnešním Švandově divadle, a poté v Městských divadlech pražských, hostoval však i na jiných scénách metropole včetně Národního divadla.
Před kamerou stál poprvé v roce 1956 ve filmu Váhavý střelec, následoval Útěk ze stínu, Ženy v ofsajdu nebo Mstitel. Častěji se však objevoval na obrazovce, mimo jiné v seriálech 30 případů majora Zemana, Dobrodružství kriminalistiky, Pražský písničkář či jako jeden z lékařů v Nemocnici na kraji města.
Miloš Hlavica s Jiřinou Jiráskovou v seriálu rodina Bláhova
Hlavica se vyznačoval osobitě zbarveným hlasem, který jej předurčil pro práci v rozhlasu a dabingu. Jeho ústy mluvil třeba Max von Sydow ve filmu Muž a jeho pes nebo Jim Broadbent v obou dílech Bridget Jonesové i Jednotce rychlého nasazení.
Herec také působil jako pedagog a rád maloval. Jeho první ženou byla Ivanka Devátá, druhou rovněž herečka Růžena Merunková. V profesní tradici pokračuje i jeho syn Lukáš Hlavica.
