Родился в селе Фоминки Гороховецкого района Владимирской области. Окончил Дзержинский химико-механический техникум по специальности «Обработка материалов на станках и автоматических линиях» (1993 г.). Работал токарем на станках ИПУ на заводе «Регулятор» (г. Дзержинск). В июне 1994 года был призван в ряды Вооружённых Сил России. С января 1995 года принимал участие в контртеррористической операции по разоружению и ликвидации незаконных вооруженных формирований на территории Чеченской Республики. Младший сержант Илларионов погиб при исполнении воинского долга. Похоронен на кладбище села Фоминки Гороховецкого района. Награды: орден Мужества (10.04.1995, посмертно).