มิลริโนนใช้เป็นยาในผู้ป่วยที่มีภาวะหัวใจล้มเหลวเฉียบพลัน โดยออกฤทธิ์ช่วยขยายหลอดเลือดและเพิ่มแรงหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจ ทำให้หัวใจสูบฉีดเลือดได้ดีขึ้นและลดแรงต้านในระบบหลอดเลือด จึงช่วยลดภาระการทำงานของหัวใจ เนื่องจากมิลริโนนมีฤทธิ์กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส-3 (PDE3) จึงช่วยเพิ่มระดับไซคลิกแอมพี (cAMP) ในเซลล์กล้ามเนื้อเรียบและกล้ามเนื้อหัวใจ ส่งผลให้หลอดเลือดขยายตัวและหัวใจบีบตัวได้แรงขึ้น ยาตัวนี้มักใช้ในโรงพยาบาล โดยเฉพาะในหอผู้ป่วยหนัก เช่น หอผู้ป่วยหัวใจหรือหลังการผ่าตัดหัวใจ โดยให้ทางหลอดเลือดดำ ไม่แนะนำให้ใช้ระยะยาวเนื่องจากอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะหรือเสียชีวิต จึงใช้เฉพาะในระยะสั้นเพื่อช่วยพยุงการทำงานของหัวใจในช่วงวิกฤต