В сентябре 1943 года назначен заместителем командира 383-й стрелковой Краснознамённой дивизии. В составе 16-го стрелкового корпуса участвовал в Новороссийско-Таманской наступательной операции, в прорыве обороны противника на рубеже ст. Крымская, Новороссийск, разгроме южной группировки немцев и освобождении Кубани и Таманского полуострова. За эту операцию дивизия была награждена орденом Красного Знамени (9.10.1943). В ноябре она вошла в состав Отдельной Приморской армии и участвовала в Керченско-Эльтигенской десантной операции, с форсированием Керченского пролива и высадкой в Крыму. С апреля 1944 года её части с керченского плацдарма перешли в наступление и участвовали в Крымской наступательной операции, в прорыве обороны немцев и преследовании их до Севастополя. Приказом ВГК № 0104 от 24.04.1944 за отличия в боях по освобождению города Феодосия дивизии было присвоено наименование «Феодосийская». С 12 мая по 1 сентября она в составе Отдельной Приморской армии занимала береговую оборону от города Керчь до города Феодосия, затем была выведена в резерв Ставки ВГК и по железной дороге переброшена на ст. Нурец в Польше, где включена в состав 33-й армии. С 19 октября вместе с армией вошла в 1-й Белорусский фронт и с 14 января 1945 года принимала участие в Висло-Одерской, Варшавско-Познанской наступательных операциях. За образцовое выполнение заданий командования при прорыве обороны немцев южнее Варшавы дивизия награждена орденом Суворова 2-й ст. (19.2.1945), а за бои при вторжении в пределы Бранденбургской провинции ей присвоено наименование «Бранденбургская». В начале апреля она была переброшена на плацдарм южнее города Франкфурт и с 16 апреля участвовала в Берлинской наступательной операции. В ходе её с 26 апреля полковник Ильин вступил в командование 95-й стрелковой Верхнеднепровской Краснознамённой дивизией 38-го стрелкового корпуса и воевал с ней до конца войны.