W 1994 roku używano silnika 265C, oznaczonego jako Ilmor Indy V8. Dzięki nietypowej konstrukcji produkowanego przez Ilmora silnika Mercedes-Benz 500I, powodującej zwiększenie jego wydajności, Al Unser Jr. wygrał Indianapolis 500 1994. W 1995 roku silniki były również bardzo konkurencyjne, ale po rozłamie IRL–CART Mercedes wycofał się z wyścigów w Stanach Zjednoczonych.
Następnie Ilmor pracował nad silnikami IRL dla Oldsmobile'a i Hondy.
Formuła 1 thumb|Silnik Mercedes-Benz FO110J 3.0 V10 konstrukcji Ilmora z 2000 roku, używany w McLarenie MP4-15 W Formule 1 Ilmor zadebiutował w 1991 roku, dostarczając silniki V10 zespołowi Leyton House. W sezonie 1992 Leyton House został przemianowany na March. Ilmor w tymże roku dostarczał silniki również Tyrrellowi. Zespoły stosujące silniki Ilmora zdobyły w roku 1992 łącznie 11 punktów (Andrea de Cesaris 8, Karl Wendlinger 3).
Gdy Ilmor uzyskał odpowiednią reputację w Formule 1, podpisał umowę z zespołem Sauber, a także z Mercedesem. Mercedes chciał wkroczyć do Formuły 1 jako dostawca silników, i wykupił od Chevroleta 25% udziałów w Ilmorze, umieścił także na pokrywie silnika bolidów Sauber C12 napis "Concept by Mercedes-Benz".