Iliya Petkov to pochodzący z Bułgarii 27–letni środkowy. Pierwsze kroki w seniorskiej siatkówce stawiał w bułgarskiej drużynie Dobrudża Dobricz, którą reprezentował w latach 2014-2017. W barwach drużyny z Dobricz środkowy sięgnął po mistrzostwo oraz wicemistrzostwo Bułgarii, dwa Puchary Bułgarii oraz Superpuchar Bułgarii. W sezonie 2017/2018 związał się z drużyną Neftochimik Burgas, której barwy reprezentował aż do sezonu 2020/2021, zdobywając w tym czasie dwa mistrzostwa i wicemistrzostwo kraju, dwa Puchary Bułgarii oraz dwa Superpuchary Bułgarii. Petkov ma za sobą pierwszy zagraniczny kontrakt, w sezonie 2021/2022 występował we francuskiej drużynie Saint-Quentin Volley. Po sezonie spędzonym we Francji środkowy wrócił do Bułgarii, gdzie dołączył do Chebyr Paazardżik, z którym w ciągu jednego sezonu zdobył wicemistrzostwo kraju, a także Puchar i Superpuchar Bułgarii. 

Iliya Petkov ma za sobą debiut w reprezentacji kraju. W seniorskiej reprezentacji Bułgarii zadebiutował podczas mistrzostw Europy 2019, mogliśmy oglądać go także podczas mistrzostw Europy 2021 oraz 2023 i w czasie rozgrywanego w Xi’an Interkontynentalnego turnieju kwalifikacyjnego w piłce siatkowej mężczyzn do Letnich Igrzysk Olimpijskich 2024.