Jeune Lieutenant de Starfleet originaire de la planète Delta IV, Ilia est une navigatrice talentueuse dont la renommée s'étend à de nombreux mondes. Très belle, elle est aussi, comme souvent avec les Deltans, très mûre affectivement et sexuellement.
Contrairement à ses homologues Humains, elle ne laisse pas ses désirs interférer avec les devoirs de sa fonction. Avant d'intégrer l'équipage de l'USS Enterprise NCC-1701, elle a fait vœu de célibat.
Fréquemment convoitée par des soupirants, Ilia ne succombe jamais. Les Deltans jugent « immoral » le fait de « profiter » de races sexuellement immatures.
Cela ne signifie pas qu'ils ne nouent jamais de relations avec les êtres humains : lorsque le Commander Will Decker était stationné sur Delta IV, Ilia et lui ont eu une liaison, mais Decker a fini par quitter la planète d'llia sans se résoudre à lui faire ses adieux. En dépit de sa maturité émotionnelle, Ilia n'y parvient pas plus.
Des années après leur rencontre initiale, Ilia et Decker ont l'occasion de travailler de nouveau ensemble à bord d'un vaisseau de la Fédération, l'USS Enterprise. Ce sera hélas la dernière affectation de la belle Deltane.
Date stellaire 7412.6 : l'Enterprise récemment rénové est prématurément appelé à reprendre du service pour intercepter un gigantesque et mystérieux nuage contenant un énorme vaisseau. L'Amiral James T. Kirk quitte son poste de Chef de Starfleet pour reprendre à Will Decker le commandement de son ancien navire. Kirk fait alors appel à un équipage d'experts, dont le Lieutenant Ilia, navigatrice très réputée.
Bien que leur précédente rencontre se soit achevée tristement, Decker semble à l'évidence heureux de revoir Ilia. Kirk se méfie de leur affection mutuelle, Ilia le rassure mais, dans un face-à-face privé avec Decker, elle fait allusion aux sentiments résiduels qu'elle éprouve à son égard, sentiments d'ailleurs partagés. Ils reprennent néanmoins leur poste, tandis que le nuage se rapproche.
Ses puissants scannages surchargent les systèmes de l'Enterprise, dont les instruments subissent des avaries, des membres d'équipage sont blessés.
Grâce à ses extraordinaires pouvoirs psychiques, Ilia apaise la douleur de Chekov, qui a subi des brûlures. Malgré les efforts de son personnel, l'Enterprise essuie un flot énergétique qui semble vaporiser Ilia.
Tandis que retentissent des alarmes anti-intrusion, elle revient, mais il ne s'agit plus de celle qui a quitté le vaisseau. La Deltane a été absorbée par la sonde, et l'on a affaire à un être créé à son image pour permettre à la sonde de communiquer avec les « unités à base de carbone » présentes à bord.
La mystérieuse sonde, V'ger, a l'intention de rassembler des informations pour établir le contact avec son créateur, qui se trouverait sur Terre. L'équipage, soupçonneux, amène Ilia à subir un examen.
Le Docteur Leonard McCoy découvre que son ex-camarade a été dupliquée jusque dans ses plus infimes fonctions cellulaires, qui comprennent peut-être ses sentiments et ses souvenirs ainsi que son affection pour Will Decker.
La sonde Ilia exige des réponses rapides aux questions de V'ger au sujet de son créateur. Kirk accepte, à condition de pouvoir parler directement à V'ger plutôt que par l'intermédiaire d'« Ilia ».
« Ilia » accède à cette demande : elle remet Kirk, Spock et McCoy à V'ger, dans les tréfonds du nuage Alien. Ils y découvrent un monde mécanique et apprennent que V'ger est en fait le satellite Voyager VI, lancé de la Terre trois cents ans plus tôt et porté disparu.
V'ger est capable d'engranger des données de façon exponentielle, jusqu'à se doter d'une conscience, mais se heurte maintenant à un « mur » : certes vivante, elle est dans l'incapacité d'effectuer le bond en avant nécessaire pour mener l'existence d'un niveau plus élevé qu'elle recherche.
La foi surpasse la logique, or V'ger ne possède que la logique. Son seul moyen d'évoluer est de s'unir à un être Humain.
Will se propose volontiers, ce à quoi la sonde Ilia acquiesce avec empressement. Decker reproduit rapidement le code destiné à relier V'ger à la machine qui l'a créée sur Terre. La sonde Ilia s'attache à lui. Sous les yeux du Capitaine Kirk, du Docteur McCoy et de Spock, l'évolution commence.
Decker et la sonde Ilia explosent en tant qu'individus et se fondent en créant une autre entité vivante. Sous cette nouvelle forme, Ilia rompt son vœu de célibat mais sauve la population de la Terre. Elle a accédé à un autre monde dans lequel elle peut accomplir son devoir sans négliger ses désirs.