W 2000 roku wygrał drugi turniej ATP World Tour, w finale w Atlancie pokonując Jasona Stoltenberga. W tym samym roku był w finale w Sankt Pölten, gdzie poniósł porażkę z Andreim Pavelem. Wystąpił także na igrzyskach olimpijskich w Sydney, z których został wyeliminowany w 1 rundzie przez Fernando Vicente.
W 2001 roku Ilie ponownie doszedł do 4 rundy Australian Open, pokonując m.in. Juana Carlosa Ferrero, a ulegając późniejszemu zwycięzcy Andre Agassiemu. W marcu odniósł zwycięstwo w Scottsdale nad byłym liderem rankingu Pete'em Samprasem, pokonał w ciągu roku także dwukrotnie innego amerykańskiego weterana, Michaela Changa. W dalszej części sezonu był jeszcze w kilku ćwierćfinałach turniejowych oraz w półfinale w Hongkongu.
W rankingu gry pojedynczej Ilie najwyżej był na 38. miejscu (29 maja 2000), a w klasyfikacji gry podwójnej na 296. pozycji (12 czerwca 2000).
W lutym 2002 roku Ilie został powołany na rozgrywki o Puchar Davisa przeciwko Argentynie, jednak uległ Gastonowi Gaudio i Juanowi Ignacio Cheli.