En labourregering skulle anta en lag som ger anställda rätt till ett ordinarie kontrakt efter 12 veckors ordinarie arbetstid, sade han.
De konservativa hävdar att flytten är ett hot mot sysselsättningen, även om Miliband insisterade på att det skulle vara "absolut inte".
Lib Dems skulle förbjuda ensamrättsklausuler som hindrar människor från att söka ytterligare arbete för att öka sin inkomst.
"Orättvist"
Under sitt tal vid David Brown Gears i Huddersfield sade Miliband: "Det finns ingen större symbol för en ekonomi som inte fungerar än noll timmars kontrakt.
"Vi har en epidemi av noll-timmars kontrakt i vårt land - det har skett en 20-procentig ökning enbart under det senaste året - undergräver hårt arbete, undergräver levnadsstandarden, undergräver familjelivet. För om du inte vet från en dag till nästa hur många timmar du kommer att göra, hur kan du ha någon säkerhet för dig och din familj?"
"Under vårt första regeringsår, kommer Labour att anta en lag som säger att om du arbetar regelbundet, får du ett ordinarie kontrakt... en laglig rättighet som kommer att gälla för alla arbetstagare efter 12 veckor", sade han.
"För den som försöker skaffa familj på ett nolltimmarsavtal, bör du inte lämnas vid minsta minsta vink och ringa en arbetsgivare som kan fråga världen om dig men inte kan ge dig någon säkerhet i gengäld. Det är inte rättvist, det är inte bra för affärerna och vi ska sätta stopp för det."
Miliband upprepade David Camerons påstående att han inte kunde leva på ett nolltimmarskontrakt och tillade att han följde principen: "Om det inte är tillräckligt bra för oss, är det inte tillräckligt för dig. Det duger inte för Storbritannien."
Huvudsakliga utfästelser
Politisk vägledning: Var parterna befinner sig
Konservativa källor sade att bara 2 procent av arbetstagarna hade sådana kontrakt och nästan 40 procent av dem arbetade redan heltid.
London borgmästare Boris Johnson sade att han hellre skulle få människor i arbete än att låta dem känna sig "oanvända av samhället, utelämnade, oförmögna att uttrycka sig med sin självaktning sjunka och sjunka".
Lib Dem affärs talesman Vince Cable sade medan det hade förekommit missbruk av noll timmar kontrakt hans forskning hade funnit de gällde endast en av 50 arbetare - och några av dessa var studenter och pensionerade människor.
"Jag ser helt enkelt inte Milibandförslagen som praktiska eftersom vi vet att det finns ett stort antal företag som inte har konstant arbete och det finns ett stort antal människor som föredrar flexibilitet", berättade han för BBC2:s Daily Politics.
Tanken kritiserades också av arbetsgivargrupper, som föreslog att det skulle kunna leda till att företagen måste släppa taget om arbetstagarna.
"Naturligtvis bör åtgärder vidtas för att ta itu med missbruk, men demoniserande flexibla kontrakt leker med de jobb som många företag och många arbetstagare värde och behov," sade CBI generaldirektör John Cridland.
Christian May, från Institute of Directors, sade att noll timmars kontrakt hade hjälpt den ekonomiska återhämtningen.
"Jag är bara mycket förvånad över att Labourpartiet känner behovet av att gå så här långt för att begränsa vad som har varit ett obestridligt verktyg för stor framgång, under vår ekonomiska återhämtning", sade han.
"Det har fungerat som en sysselsättningsstabilisator och det finns faktiskt bara 700 000 personer på dessa kontrakt, av vilka bara en tredjedel vill ha mer timmar."
Samtidigt, skuggkansler Ed Balls sade att han hade "ingen avsikt" att sänka den punkt där människor betalar 40 p inkomstskatt.
Det följde en intervju med ITV West Country där han tillfrågades om han skulle "lämna dörren öppen" för att ändra skattetrösklarna.
Balls svarade: "Vad jag skulle vilja göra är att hitta sätt som jag skulle kunna få färre personer i 40 procents skatteklass.
"Självklart skulle jag det. Men jag måste vara ärlig mot folk. Underskottet blir 90 miljarder pund. Jag måste hitta ett sätt att få ner underskottet på ett försiktigt, iscensatt, balanserat sätt."
Enligt de planer som anges i budgeten kommer tröskelvärdet att öka till 42 385 pund denna månad, 42 700 pund i april 2016 och 43 300 pund i april 2017.
Skuggkanslern tillfrågades återigen om frågan vid en presskonferens under sitt kampanjbesök i Skottland.
Han sade att Labour hade stött höjningen av det tröskelvärde som anges i budgeten.
"David Cameron säger att han vill gå längre men hans åtagande att gå längre är helt ofinansierad," tillade han.
"Jag har inte för avsikt att sänka tröskeln."
BBC vice politisk redaktör James Landale sade att från 2018 och framåt, Mr Balls "göra det mycket tydligt att han vill hålla sina alternativ öppna".
Han tillade: " Ännu en gång är vi tillbaka på ett bekant distrikt. Hur hanterar man underskottet? Höjer du skatter eller skär du utgifterna - och det finns ett tydligt val i detta val."
Arbetet kommer att göra slut på det "epidemiska" nolltimmarskontrakt som "undergräver familjelivet", har Ed Miliband insisterat på.