Lilienthal, pochodzenia żydowskiego, urodziła się w Moskwie, w Imperium Rosyjskim, i przeniosła się na Węgry w wieku dwóch lat. Grał dla Węgier w trzech olimpiadach szachowych: w Folkestone 1933 (z wynikiem +7−0=6 jako rezerwa, piąty gracz w drużynie), w Warszawie 1935 (z wynikiem +11−0=8 na drugiej tablicy) i w Sztokholmie 1937
(dostał wynik +9−2=6 i doprowadził swoją drużynę do srebrnego medalu). Zdobył indywidualny złoty medal dla swojej deski (odpowiednio rezerwy i drugiej deski) na olimpiadach w 1933 i 1935 roku, a w 1937 roku miał czwarty najlepszy wynik na pierwszej desce. Jego wynik na olimpiadzie wynosił 75,51%.