Sebelum bergabung dengan Persija Jakarta, Ilham Rio Fahmi memperkuat Persibara Banjarnegara selama dua tahun yakni pada tahun 2018 lalu.
Pada tahun 2020, Ilham Rio Fahmi berhasil masuk skuad Persija Youth usai tampil apik bersama Persibara Banjarnegara.
Uniknya, Ilham Rio Fahmi merupakan suporter Persija Jakarta yang selalu antusias mendukung tim berlaga di kompetisi Liga 1.
Ilham Rio Fahmi berhasil mewujudkan mimpinya bergabung dengan Persija Jakarta yang merupakan tim idolanya sejak kecil.
Menimba ilmu selama satu tahun di Persija Youth, Ilham Rio Fahmi berhasil masuk skuad ini Persija Jakarta yang berlaga di kompetisi Liga 1.
Saat itu, Ilham Rio Fahmi melakukan debut perdana sebagia pemain Persija Jakarta saat menghadapi PSIS Semarang di Stadion Indomilk Arena, Tangerang.
Pada kompetisi BRI Liga 1 2022-2023, Ilham Rio Fahmi berhasil masuk skuad utama Persija Jakarta yang dilatih Thomas Doll.
Pada level Timnas, Ilham Rio Fahmi menjadi andalan Shin Tae Yong pada ajang SEA Games 2021 Vietnam lalu.