Som følge av valgene som fant sted 10. mars 1940 ble Illia valgt til visepresident-guvernør i provinsen Córdoba, under ledelse av Santiago del Castillo, som ble valgt til guvernør. Han hadde denne rollen i den provinsielle regjeringen som ble erstattet av diktaturstyret til General Pedro Ramírez i 1943.