Ilgauskas debütierte 1993 für Litauen und verhalf dem Team zur Qualifikation für die Basketball-Europameisterschaft 1995. Aufgrund seiner Verletzungsgeschichte wurde er jedoch für weitere internationale Spiele von den Cavaliers nicht mehr freigegeben und machte nur drei Spiele für Litauen. So verzichtete er unter anderem auf eine Teilnahme an den Olympischen Spielen 2008.