Один из самых выдающихся российских гитаристов, которого называют виртуозом экстра-класса. Победитель и лауреат более 25 международных конкурсов гитаристов в России, Чехии, Бельгии, США, Испании, Польше, Италии, Израиле и других странах. Среди них – конкурс Гитарной ассоциации Америки (GFA) в Майами, конкурс им. Андреса Сеговии (Испания) и конкурс им. Франсиско Тарреги (Испания, первый в истории победитель из России).
За свою карьеру представил более 350 мировых премьер сочинений современных авторов, в том числе посвящённых ему опусов Никиты Кошкина (Concerto grosso для гитары с оркестром), Анджело Джилардино (концерт «Утренняя звезда» для гитары и виолончели с оркестром памяти Николая Рериха), Алексея Рыбникова (сюита «Путешествие во времени» для гитары с оркестром), Анны Друбич («Air Alert» для виолончели и гитары), произведений Сергея Руднева, Андрея Зеленского, Ефрема Подгайца, Константина Васильева, Матиаса Дюплесси и других.
Дмитрий Илларионов родился в 1979 году, начал заниматься классической гитарой с семи лет. Окончил Академическое музыкальное училище при Московской консерватории (класс гитары Натальи Дмитриевой), Российскую академию музыки им. Гнесиных и ассистентуру-стажировку РАМ (класс профессора Александра Фраучи), затем аспирантуру Высшей школы музыки в немецком Карлсруэ (класс профессора Андреаса фон Вангенхайма).
Записал сольные диски на фирмах «Naxos», «Doberman», «Daminus». Дуэтный альбом с Борисом Андриановым («Delos») вошёл в лонг-лист номинантов премии «Грэмми» в разделе «камерный ансамбль» (2004). Дмитрий Илларионов участвовал в записи саундтрека к кинокартине «Пассажирка» С. Говорухина; снимался в документальном фильме «Битва за гитару» (2012) и художественном музыкальном фильме «Дух Соноры» А. Рыбникова (2016).
Гастролировал более чем в 30 странах – в Европе, Азии, Северной и Южной Америке. Принимал участие в фестивале в Шлезвиг-Гольштейне и симпозиуме гитары в Изерлоне (Германия), фестивалях в Анси и им. Пабло Казальса в Праде (Франция), «Guitar Art» в Сербии, «Guitar Foundation of America» в США, Виолончельной Биеннале в Нидерландах и других престижных зарубежных фестивалях. Первый гитарист-солист, выступивший на фестивале фонда «Орфеум» (Швейцария) и Фестивале камерной музыки в Утрехте (Нидерланды). Многократно участвовал в российских фестивалях «Декабрьские вечера Святослава Рихтера», «Crescendo», «Возвращение», «Музыкальная экспедиция», «Поколение звёзд», VIVACELLO, VIVARTE и других.
В качестве солиста играл с ведущими симфоническими и камерными оркестрами разных стран под управлением таких дирижёров, как Владимир Федосеев, Александр Сладковский, Филипп Чижевский, Фабио Мастранджело, Карлос Мигель Прието, Клаудио Шимоне, Али Рахбари, Лео Брауэр, Ноам Авиэль.
Один из основателей Московского международного фестиваля «Виртуозы гитары». С 2018 года – художественный руководитель детского фестиваля академической музыки «Большие и малые звёзды», с 2021 – Международного конкурса и фестиваля гитаристов им. А. Фраучи. Куратор международного фестиваля «GuitarMagFest» в Москве, руководитель «классического» дня Международного музыкального фестиваля «Мир гитары» в Калуге.
Доцент Российской академии музыки им. Гнесиных, курирует фонд «Новые имена», проводит мастер-классы в России и других странах. Является членом жюри ведущих мировых конкурсов гитаристов.