Novák Ilona a magyar úszósport kiemelkedő egyéniségeként két olimpián szerepelt, az 1952-es helsinki ötkarikás játékokon nővérével, Novák Évával, továbbá Szőke Katalinnal és Temes Judittal világcsúccsal nyert aranyérmet a 4x100 méteres gyorsváltó tagjaként.
1940 és 1950 között húsz magyar csúcsot állított fel, és kétszer volt tagja világrekordot úszó magyar váltónak. Emellett négyszeres főiskolai világbajnoki aranyérmes, országos bajnoki címet 35 alkalommal szerzett.
Novák Ilona az FTC örökös bajnoka, a sportági Hírességek Csarnokának 1973-ban lett tagja.
