Für die USA nahm Kilmartin an den Olympischen Winterspielen 1952 in Oslo teil, bei denen er mit seiner Mannschaft die Silbermedaille gewann. Zudem stand er im Aufgebot seines Landes bei den Weltmeisterschaften 1947 und 1949. Bei der WM 1949 gewann er mit den USA die Bronzemedaille.