Στην ελληνική μυθολογία η Ιλιόνη ήταν η μεγαλύτερη στην ηλικία από τις θυγατέρες του βασιλιά της Τροίας, του Πριάμου, και της συζύγου του Εκάβης. Το όνομά της σχετίζεται με τη λέξη Ίλιον = Τροία.
Η Ιλιόνη παντρεύτηκε τον βασιλιά της Θράκης Πολυμήστορα. Ξέφυγε έτσι από τα δεινά του Τρωικού Πολέμου και της αλώσεως της Τροίας, αφού ζούσε σε άλλο μέρος.
Στον Πολυμήστορα μάλιστα έστειλε τον γιο του Πολύδωρο ο Πρίαμος με θησαυρό, προβλέποντας την άλωση, ώστε να σωθεί και ένας άρρενας απόγονός του. Ο Πολυμήστορας σκότωσε τον Πολύδωρο για να οικειοποιηθεί τον θησαυρό, αλλά κατά μία εκδοχή η Ιλιόνη τον ξεγέλασε και στην πραγματικότητα ο Πολυμήστορας σκότωσε τον δικό του γιο, τον Δηίπυλο.
Στην Αινειάδα ο Αινείας δίνει το σκήπτρο της Ιλιόνης στη Διδώ.