Lilienthal, žydų kilmės, gimė Maskvoje, Rusijos imperijoje, ir persikėlė į Vengriją, kai jai buvo dveji. Jis žaidė už Vengriją trijose Šachmatų olimpiadose: Folkestone 1933 m. (uždirbęs +7−0=6 kaip rezervas, penktas žaidėjas komandoje), Varšuvoje 1935 m.
1937 m. - Stokholmas (+9−2=6, komanda laimėjo sidabro medalį). 1933 ir 1935 m. olimpiadoje jis laimėjo individualaus aukso medalį už savo plokštę (atitinkamai rezervinę ir antrą plokštę) ir 1937 m. turėjo ketvirtą geriausią rezultatą pirmoje plokštėje. Jo bendras rezultatas olimpiadoje buvo 75,51%.