La carrera profesional de Iliya Dimitrov se extiende desde 2016 hasta 2026, un periodo de aproximadamente 10 temporadas en el que ha acumulado 106 partidos repartidos entre 8 clubes. Con 37 goles y 0 asistencias registradas en ese tramo, su trayectoria refleja una contribución sostenida al máximo nivel.
Su mejor temporada en términos de producción ofensiva llegó en 17/18 con el Lokomotiv Sofia 1929, cuando sumó 13 goles y 0 asistencias en 17 partidos, disputando 1425 minutos. Esa campaña marcó uno de los puntos más altos de su rendimiento.
En su temporada más reciente registrada (25/26) en el Marek, Iliya Dimitrov disputó 6 partidos, anotando 2 goles y repartiendo 0 asistencias.
Entre los hitos destacados de su trayectoria, Iliya Dimitrov ha superado la barrera de los 100 partidos profesionales.