En enero de 2008 dio el salto a la Real Sociedad B, donde fue un fijo durante varias temporadas.
[4] Este encuentro, que terminó con victoria local por 4-1, cerraba la temporada del regreso de la Real Sociedad a la máxima competición nacional.
Empezó la temporada como titular, y con un gran juego, pero se lesionó de menisco en noviembre en un partido frente al RCD Español, y estuvo 3 meses fuera de la competición.
En esa temporada Illarra recuperó la titularidad y el buen juego siendo indiscutible en las alineaciones para el técnico francés Philippe Montanier.
[12] En su segunda temporada con el equipo merengue fue perdiendo cada vez más protagonismo, aunque al final de temporada, llegó a sumar un total de 39 partidos, contando todas las competiciones, y fue un jugador importante en las rotaciones.
En el plano individual, Illarra volvió a ser uno de lo más destacados del cuadro vasco.
Jugó 39 partidos en total, anotando 1 gol y dando 3 asistencias; y su rendimiento volvió a ser bueno, llegando a recuperar 364 balones, el que más de toda la Liga Española y tan solo por detrás del futbolista del Chelsea F.C.
N'Golo Kanté respecto de las cinco grandes ligas europeas.
[17] Precisamente, en el partido de vuelta ante este mismo equipo, volvió a anotar un nuevo doblete en otra goleada por 5-0.
No obstante, y al ser el capitán, fue el encargado de recoger y levantar al cielo sevillano la Copa, aunque con una ostensible cojera e incluso en momentos viéndosele con muletas.