A carreira profissional de Iliya Dimitrov se estende de 2016 a 2026, um período de cerca de 10 temporadas no qual acumulou 106 partidas distribuídos por 8 clubes. Com 37 gols e 0 assistências registrados nesse intervalo, sua trajetória reflete uma contribuição constante no mais alto nível.
Sua melhor temporada em produção ofensiva foi em 17/18 pelo Lokomotiv Sofia 1929, quando somou 13 gols e 0 assistências em 17 jogos, atuando por 1425 minutos. Essa campanha marcou um dos pontos mais altos de seu desempenho.
Em sua temporada mais recente registrada (25/26) no Marek, Iliya Dimitrov disputou 6 partidas, marcando 2 gols e dando 0 assistências.
Entre os marcos de sua trajetória, Iliya Dimitrov ultrapassou a marca de 100 partidas profissionais.