2009-2010 sezonu ISU Junior Grand Prix yarışmaları ile başladı. Sezonun ilk yarışması ve kendilerinin ilk uluslararası yarışma deneyimi olan Macaristan JGP'de çift Karen Routhier / Eric Saucke-Lacelle ve Lorenza Alessandrini / Simone Vaturi'nin önünde altın madalyayı aldı. Polonya'da yapılan diğer Junior Grand Prix yarışmasında ikili tekrar altın madalyaya ulaştı. Bu iki madalya ile çift 2009-2010 ISU Junior Grand Prix Finaline katılma hakkı kazandı. Ilinykh ve Katsapalov hem finalde hem de 2010 Rusya Gençler Şampiyonasında diğer Rus çift Ksenia Monko ve Kirill Khaliavin'e geçildi. 2010 Dünya Gençler Artistik Patinaj Şampiyonası'nda ise altın madalyayı aldılar.