Lilienthal, juudi päritoluga, sündis Moskvas, Vene impeeriumis, ja kolis Ungarisse kahe aastaselt. Ta mängis Ungari eest kolmes olümpiamängus: Folkestone'is 1933 (saavutas +7−0=6 reservmängijana, meeskonna viies mängija), Varssavis 1935 (saavutas +11−0=8 teisel laual) ja Stockholmis 1937.
(saavutas +9−2=6 punkti, juhtides oma meeskonda hõbemedaalile). Ta võitis individuaalse kuldmedali oma laua (reserv ja teine laua) eest 1933. ja 1935. aasta olümpiamängudel ning oli 1937. aastal esimese laua neljas parim tulemus. Ta oli olümpiamängudel 75,51%.