2016 m. Vasaros olimpinėse žaidynėse plaukioje, Vilimovskis baigė ketvirtą vietą 1500 m laisvosios stiliaus lenktynėse
ir penktas vyrų 10 km atvirame vandenyje. Jis tapo pirmuoju amerikiečiu, kuris per vieną olimpines žaidynes atsidūrė ir dalyvavo tiek baseino, tiek atvirame vandenyje.