Надежда Ильиных родилась 27 ноября 1994 года в Пермском крае. На профессиональном уровне футболом начала заниматься в возрасте 15 лет в Перми в 2010 году, присоединившись к молодежному составу «Звезды-2005».
Следующие пять лет футболистка провела в молодежном и дублирующем составах пермской команды, а в 2017 году дебютировала в высшей лиге.
С 2016 по 2021 годы играла за основную команду «Звезды-2005». В составе «Звезды» Надежда Ильиных становилась чемпионкой России (2017), серебряным призером чемпионата (2016), дважды — бронзовым призёром (2018, 2020), трижды — обладательницей Кубка России (2016, 2018, 2019).
В ноябре 2020 года Ильиных дебютировала в составе сборной России.
В марте 2022 года футболистка перешла в московский «Локомотив». За красно-зеленых сыграла в 18 матчах и забила два гола (в ворота ЦСКА и «Чертаново»).
В составе московской команды стала бронзовым призером Суперлиги-2022.
В сезоне-2023 Надежда присоединилась к женской команде «Зенита». Вместе с сине-бело-голубыми футболистка стала чемпионкой России (2023) и обладательницей Суперкубка (2023). Также в этом же году вместе с командой вышла в финал Кубка России.
