W tym samym roku wyszła za mąż za przyszłego architekta, Jerzego Milicera. W latach 1935–1937 pracowała w Państwowym Urzędzie Wychowania Fizycznego i Przysposobienia Wojskowego. W 1937 na UW uzyskała magisterium z filozofii w zakresie antropologii, wróciła też do pracy w Zakładzie Antropologii CIWF.
W 1939 urodziła córkę Ewę. Gdy wybuchła II wojna światowa, została zwolniona z pracy, ponieważ okupant niemiecki zlikwidował CIWF. Pracowała dorywczo jako prywatna nauczycielka wychowania fizycznego w Warszawie, a potem w Krakowie. W tym czasie mąż, podporucznik AK, uczestniczył w powstaniu warszawskim, a potem trafił do obozu jenieckiego. W latach 1945–1947 Halina Milicer mieszkała z córką w Lublinie. Pracowała w Zakładzie Antropologii Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej. W 1947 wróciła na AWF, gdzie pracowała do 1951.
W 1951 obroniła doktorat w Uniwersytecie Wrocławskim. Z powodu prześladowań politycznych w tym samym roku zaczęła pracę w działającym przy Ministerstwie Kultury Kierownictwie Badań nad Początkami Państwa Polskiego. W latach 1953–1971 kierowała Zakładem Antropologii nowo powstałego Instytutu Naukowego Kultury Fizycznej w Warszawie. W 1959 otrzymała tytuł profesorski nadzwyczajny.