I 1991 gikk Ilmor inn i Formel 1 som motorleverandør til Leyton House Racing (tidligere March). I 1992 endret Leyton House navn tilbake til March og fortsatte å bruke Ilmor-motorer. Ilmor leverte samme år også motorer til Tyrrell-teamet. Ilmors gode navn i F1 gjorde at sportsvognteamet Sauber og Mercedes-Benz, som planla å gå inn i Formel 1 sammen, signerte en avtale med Ilmor. Mercedes trakk seg imidlertid fra prosjektet og motorene ble offisielt kalt Ilmor, bare påført «Concept by Mercedes-Benz». Men etter uventet gode prestasjoner i 1993 klarte Sauber å overbevise Mercedes til offisielt å gå inn i F1. I 1994 leverte Ilmor 1993-spesifikasjons motorer til det nye Pacific GP-teamet til Keith Wiggins. Pacific klarte bare å kvalifisere seg syv ganger på 32 forsøk, men motorene ble ikke trukket fram som årsak til den svake prestasjonen.