Cleveland Cavaliers

Ilgauskas byl vybrán jako 20. v pořadí Clevelandem Cavaliers. Ihned s ním podepsali víceletou smlouvu. V sezóně 1996-1997 byl zařazen na listinu zraněných hráčů, kvůli zlomené kosti v pravé noze.

Ve své první sezóně byl vybrán do prvního týmu nováčků a také se stal MVP zápasů nováčků. Zydrunas podepsal smlouvu na 6 let, která mu vynesla 70 900 000 dolarů. Svou první sezónu ukončil s průměry 13,9 bodu, 8,8 doskoku a 1,6 bloku. Cleveland postoupil do playoff a tam byli vyřazeni Indianou Pacers 3-1 na zápasy. V playoff si Ilgauskas průměrně připisoval 17,3 bodu s úspěšností 57%, 7,5 doskoku a 1,3 bloku.

Kvůli zranění odehrál v sezóně 1998-1999 pouze 5 zápasů a následující sezónu musel vynechat celou. Dne 26. ledna 2000 šel na operaci zlomené navikulární kosti v levé noze.

V ročníku 2000-2001 se znovu zranil a odehrál pouze 24 zápasů s průměry 11,7 bodu, 6,7 doskoku a 1,4 bloku.
V následující sezoně se vrátil v prosinci 2001. Byl spíše brán jako náhrada za Chrise Mihma. Sezónu ukončil s průměry 11,1 bodu, 5,4 doskoku a 1,4 bloku.

V sezóně 2002-2003 se Ilgauskas podíval do zápasu hvězd a celou sezónu si připisoval 17,2 bodu a 7,5 doskoku. Cleveland, však skončil s bilancí 17-65 a skončil hluboko za branami playoff. Nicméně také díky tomu mu spadla do klína první volba v draftu, kde si vybrali LeBrona Jamese.

Další sezónu 2003-2004 si připisoval 15,3 bodu, 8,1 doskoku a 2,5 bloku. Cavaliers ovšem skončili jedinou výhrou za playoff.

V následujíícm ročníku 2004-2005 vytvořil Ilgauskas s Drew Goodenem a LeBronem Jamesem velmi silné trio. Ilgauskas si znovu zahrál zápas hvězd. Vynechal pouze devět zápasů a připisoval si 16,9 bodu, 8,6 doskoku a 2,1 bloku. Cavaliers se znovu nedostali do playoff, když skončili se shodnou bilancí jako mělo New Jersey Nets 42-40. Dne 12. července 2005 Ilgauskas prodloužil smlouvu, dohoda prý zněla na 55 milionů za pět let.

V sezóně 2005-2006 si Zydrunas připisoval 15,6 bodu, 7,6 doskoku a 1,7 bloku, díky tomu Cavaliers poprvé od roku 1998 postoupili do playoff. V prvním kole zdolali Wizards 4-2 a ve druhém byli po velké bitvě poraženi hráči Pistons 4-3.

V další sezóně 2006-2007 si připisoval nejvíce asistencí v kariéře (1,6) a k tomu přidával 11,9 bodu, 7,7 doskoku a 1,3 bloku. Cleveland skončil druhý v Západní konferenci a v prvním kole se utkal s Wizards, které smetli 4-0, ve druhém kole porazili New Jersey 4-2, a ve finále konference zdolali Pistons 4-2. Avšak ve finále NBA je "hladce" smetli hráči Spurs 4-0 na zápasy. Ilgauskas si v playoff připisoval 12,6 bodu, 9,7 doskoku a 0,8 bloku.

V ročníku 2007-2008 Cavaliers získali Bena Wallace ,který spolu se Zydrunasem vytvořil velmi silné podkošové duo. Ilgauskas zakončil sezónu s průměry 14,1 bodu, 9,3 doskoku a 1,6 bloku. Cavaliers znovu postoupili do playoff. V prvním kole porazili Wizards 4-2 a v semifinále je porazili hráči Bostonu 4-3.

Sezóna 2008-2009 byla pro Zydrunase, jako ta minulá, pouze průměrná. Cavaliers vyhráli divizi a celou Východní konferenci. Cavs dokráčeli až do finále konference, kde byli překvapivě poraženi Orlandem 4-2.

Před sezónou 2009-2010 získali Cavaliers Shaquille O'Neala, což znamenalo, že Ilgauskas bude muset nastupovat z lavičky. Dne 2. prosince 2009 Ilgauskas zlomil týmový rekord v počtu odehraných utkání. 17. února byl s volbou v prvním kole draftu 2010 a právem na Emira Preldžiče vyměněn do Washingtonu (v rámci trejdu tří týmů). Washington poslal Antawna Jamisona do Clevelandu. Al Thornton putoval z Clippers do Washingtonu. Drew Gooden se stěhoval z Wizards do Los Angeles a Sebastiana Telfaira získal Cleveland. Avšak dne 25. února 2010 ho Washington vykoupil ze smlouvy, tudíž neodehrál za Wizards ani jeden zápas.

Dne 23. března podepsal smlouvu do konce sezóny se svým bývalým týmem. O den později už nastoupil v zápase proti New Orleans Hornets. A v prvním zápase na domácí půdě se mu dostalo velkých ovací od fanoušků. Ilgauskas zakončil sezónu s průměrem 7,4 bodu, 5,4 doskoku a 0,8 bloku. Cavaliers postoupili do playoff a v prvním kole porazili Chicago 4-1 a ve druhém je znovu porazili Celtics 4-2. Ilgauskas,však odehrál v průměru pouze 9,9 minut s 1,7 body a 1,6 doskoku.