Miami Heat

17. července 2010 podepsal roční smlouvu s Miami Heat, která mu vynesla 1,353 miliónů dolarů. V tentýž rok podepsali smlouvy s Heat i Chris Bosh, Dwyane Wade a jeho dlouholetý spoluhráč z Clevelandu, LeBron James. Dne 2. prosince fanoušci slavnostně přivítali Ilgauskase, přičemž na všechny ostatní bučeli. Sezónu zakončil s průměry 5 bodů, 4 doskoky a 0,8 bloku. Heat podle očekávání postoupili až do finále, když cestou porazili 76ers 4-1, Celtics 4-1 a Bulls také 4-1. Ve finále se utkali s Dallasem, ale v šesti zápasech prohráli 4-2. Po sezóně v září Ilgauskas ukončil kariéru, jelikož se chce věnovat více rodině.

Kariéra v reprezentaci

Ilgauskas debutoval v reprezentaci v roce 1994 a byl členem týmu, který měl právo startovat na ME 1995, ale nakonec tam nestartoval. Později Ilgauskas hrál na Olympiádě 2008 v Pekingu, kde Litva skončila čtvrtá. Zydrunas v reprezentaci dále odehrál pouze tři oficiální zápasy, protože vedení Cavaliers se obávalo jeho zranění, jelikož Zydrunas vynechal mnoho zápasů také v NBA.

Práce po kariéře

Dne 11. ledna 2012 se vrátil zpět do NBA, tentokrát jako asistent GM Cavaliers Chrise Granta. V rámci své práce měl vybírat a posuzovat amatérské a talentované.

Dne 8. března 2014 se Ilgauskasovi dostalo velké pocty, vyřazení jeho dresu s číslem 11. Stal se tak třetím Evropanem, kterému dostalo tak velké pocty (Vlade Divac, Dražen Petrovič).