Los equipos de los Fighting Illini participan en las competiciones universitarias organizadas por la NCAA, y forman parte de la Big Ten Conference.

El equipo más famoso es el de fútbol americano, que ha ganado cinco títulos nacionales (1914, 1919, 1923, 1927 y 1951) y tres Rose Bowl.

Mientras tanto, el equipo de baloncesto masculino ha participado en cinco Final Four (1949, 1951, 1952, 1989 y 2005).

La sección de gimnasia masculina cuenta con 10 títulos.

Los atletas más famosos que han salido de esta universidad son Nick Anderson, Deron Williams, Eddie Johnson y Jeff George.