Будучи миномётчиком , командиром мин расчёта и затем командиром мин взвода неустанно громил немецких захватчиков. (Даты подвига: 18.02.1942, 27.07.1942, 18.02.1943, 27.05.1943)

За время наступательнх операций с 16-25 апреля 1945 года на западном берегу реки Одер в районе города Лебус и в районе города Фюрстенвальде (Германия) выполнял обязанности офицера связи при штабе полка. В течении этих дней Гв. Лейтенант Илларионов в ответственные моменты боя, когда из-за артналётов противника и других причин обрывалась связь с соседними дивизиями, в трудных условиях, днём и ночью под огнём противника, пренебрегая опасностью, всегда точно в срок устанавливал расположение штабов соседа, информировал про обстановку, добивался необходимых сведений, и возвращался обратно с информацией о расположении частей соседа, чем способствовал успешному выполнению боевой задачи.