Регалии: Заслуженный мастер спорта; олимпийский чемпион (2012); чемпион Европы (2013); серебряный призер Всемирного Кубка чемпионов (2013); победитель Мировой лиги (2011); 2-кратный чемпион Универсиад (2009, 2013); серебряный призер молодежного первенства мира (2007); победитель юниорского первенства мира (2005); победитель молодежного первенства Европы (2006); победитель Лиги чемпионов (2014); победитель клубного чемпионата мира (2014); чемпион России (2013); 2-кратный серебряный (2010, 2015) и 2-кратный бронзовый (2011, 2014); 2-кратный обладатель Кубка России (2012, 2013); обладатель Суперкубка России (2013).
Родился 31 января 1987 года в Сочи (Россия).
Дмитрий Ильиных - сын известных сочинских волейболистов Сергея и Ларисы Ильиных, но до 15 лет занимался теннисом. Буквально через несколько месяцев после того как начал тренироваться, получил приглашение в «Локомотив-Белогорье» от Геннадия Шипулина, который разглядел в юноше задатки мастера.
В белгородской команде выступал на позиции доигровщика до 2008 года, затем играл за «Металлоинвест» из Старого Оскола (2008-2009), белгородское «Белогорье» (2009-2015), клуб «Газпром-Югра» из Сургута (2015-2016), московское "Динамо" (2016-2017), кемеровский "Кузбасс" (2017-2018), красноярский "Енисей" (2018-2019), греческий ПАОК (2019-2020), уфимский "Урал" (2020), снова за "Белогорье" (2020-2021).
В матчах за сборную России дебютировал в сезоне 2009/10, стал в составе национальной команды олимпийским чемпионом Игр-2012 в Лондоне.
В декабре 2015 года Ильиных вместе с одноклубником Павлом Зайцевым попал в уличную драку в Белгороде, в результате чего был госпитализирован с сотрясением мозга переломами ребер и челюсти и множественными повреждениями внутренних органов. Как заявили врачи, жизни волейболиста ничто не угрожает, но восстановиться к Олимпиаде-2016 в Рио-де-Жанейро он вряд ли успеет.
Еще одна неприятность, подпортившая карьеру волейболиста, это дисквалификация за нарушение допингового режима, из-за которой Ильиных был лишен всех титулов, завоеванных в период с мая 2013 по май 2015 года.
Завершив выступления в декабре 2021 года, Дмитрий Ильиных получил назначение на пост спортивного директора клуба "Белогорье". На этой должности он сменил другого прославленного российского волейболиста - Тараса Хтея.