FC Augsburg 30 sierpnia 2013 FC Augsburg oficjalnie poinformował o rocznym wypożyczeniu Milika z Bayeru. W nowym klubie Polak zadebiutował 21 września 2013 podczas przegranego 1:2 spotkania z Hannoverem 96, zmieniając w 89. minucie Matthiasa Ostrzolka. Pierwszego gola dla Augsburga zdobył sześć dni później, w zremisowanym 2:2 meczu z Borussią Mönchengladbach. Druga i zarazem ostatnia bramka Milika w barwach klubu padła 9 lutego 2014 podczas wygranego 4:1 spotkania z VfB Stuttgart. Ostatecznie w sezonie 2013/14 Polak wystąpił w lidze osiemnastokrotnie, dokładając ponadto dwa występy w Pucharze Niemiec. Po zakończeniu rozgrywek powrócił do Leverkusen.
AFC Ajax mały|Milik z drużyną Ajaksu (2015) 15 maja 2014 AFC Ajax potwierdził wypożyczenie Milika na cały sezon 2014/15, dodatkowo zapewniając sobie prawo pierwokupu piłkarza. W Eredivisie zadebiutował 10 sierpnia 2014 w wygranym 4:1, domowym spotkaniu z SBV Vitesse. Dwa premierowe trafienia dla Ajaksu zaliczył 13 września 2014 w wygranym 2:1, ligowym meczu przeciwko Heraclesowi Almelo. 17 września 2014 w meczu fazy grupowej z Paris Saint-Germain (1:1), zadebiutował w Lidze Mistrzów UEFA. 25 września 2014 w spotkaniu 2.