В 1813 г. Иловайский в заграничном походе и участвовал во взятии Эльбинга, Мариенвердера и Мариенбурга, находился при блокаде Штетина, Торгау и Магдебурга и был в сражении при Денневице. В 1820 г. Иловайский был назначен членом комитета для устройства Донского казачьего войска, 31 января 1821 г., произведённый 20 сентября 1821 г. в генерал-лейтенанты — наказным атаманом этого войска, с 1823 по 1827 г. Иловайский состоял войсковым атаманом Донского войска и 7 июня 1827 г. был снят со своей должности за критику генерал-адъютанта Чернышёва, окончательно вышел в отставку 12 сентября 1831 г.