Iljina gewann mit der russischen Jugendnationalmannschaft im Jahr 2008 die Goldmedaille bei der U-18-Weltmeisterschaft. Mit der russischen Juniorinnenauswahl folgte im Jahr 2019 die Bronzemedaille bei der U-19-Europameisterschaft sowie ein Jahr später die Silbermedaille bei der U-20-Weltmeisterschaft. Mittlerweile gehört sie dem Kader der russischen Nationalmannschaft an. Mit der russischen Auswahl nahm sie an der Europameisterschaft 2012, 2014 und 2020 teil. Bei den Olympischen Spielen 2016 in Rio de Janeiro gewann sie die Goldmedaille. Bei den darauffolgenden Olympischen Spielen in Tokio gewann sie die Silbermedaille. Iljina erzielte im Turnierverlauf insgesamt 35 Treffer.