После Октября в Нидерландах активизировалось революционное движение. И. Мильграм принимал в нем активное участие. В то время он часто менял работу: после каждого публичного выступления его увольняли как русского большевика. Выступал он на голландском и немецком языках (Исидор обладал большими способностями к изучению языков, позже овладел французским и английским).
В конце 1918 года голландские коммунисты получили сведения о том, что местные спецслужбы подготовили список подлежащих аресту русских большевиков, в который включен и Исидор Мильграм. Он ушел в подполье, скрывался в Амстердаме, а затем выехал через Германию в Россию. Однако уже в начале января 1919 года И. Мильграм был направлен Л. М. Караханом, бывшим в то время заместителем наркома по иностранным делам, в Нидерланды, с которыми у Советской России еще не было дипломатических отношений, с особыми поручениями НКИД РСФСР. 11 января на границе он был арестован.
Восемь месяцев содержался И. Мильграм в тюремной крепости Вирикерсханса как «иностранец, представляющий угрозу общественному порядку и безопасности страны». В этот период он готовил покушение на находившегося в крепости под арестом непосредственного убийцу К. Либкнехта и Р. Люксембург лейтенанта Фогеля. Узнав об этом, местные власти приняли решение отправить И. Мильграма пароходом в Ревель для передачи Юденичу. В Данциге с помощью немецких синдикалистов ему удалось бежать с борта парохода и добраться до Бельгии. Работал в Брюсселе слесарем на одном из местных заводов, занимался партийной деятельностью. Вскоре к нему перебралась и жена, которая также была арестована, содержалась в Нидерландах в концлагере и бежала из заключения. В начале июля 1920 года И. Мильграм с супругой вместе с другими политическими эмигрантами выехали в Советскую Россию.
Из воспоминаний жены И. В. Мильграма Фриды Францевны:
Просьба И. Мильграма была удовлетворена. 2 августа 1920 года заместитель управляющего делами ИККИ направляет в ЦК РКП(Б) письмо за N 1843 следующего содержания (сохранен стиль оригинала):
А уже на другой день, 3 августа, Исидор Мильграм получает на руки удостоверение, в котором говорится:
«Центральный Комитет РКП(Б) командирует тов. Мильграма И.В. в ПУР по партийной мобилизации для направления на Западный фронт в распоряжение Польского Бюро ЦК».