Hilmarsen er utdannet ingeniør i havbruksteknologi fra Høgskolen i Tromsø fra 1996 og cand.scient. i akvakultur fra Norges fiskerihøgskole fra 2001. Han har fra 2011 permisjon fra stillingen som daglig leder ved Senter for fjernteknologi i Tromsø. Han har tidligere vært forsøkstekniker ved Havbruksstasjonen i Tromsø AS, røkter ved opplevelsessenteret Polaria, prosjektleder ved Troms Stamfiskstasjon AS på Senja samt rådgiver i COWI AS.