Lilienthal, juutalainen syntyperäinen, syntyi Moskovaan, Venäjän valtakuntaan, ja muutti Unkariin kaksivuotiaana. Hän pelasi Unkarin puolella kolmessa shakkiolympiadissa: Folkestone 1933 (pisteet +7−0=6 varavoimin, joukkueen viides pelaaja), Varsova 1935 (pisteet +11−0=8 toisella laudalla) ja Tukholma 1937
Hän johti joukkuettaan hopeamitalle. Hän voitti yksilöllisen kultamitalin lautastaan (vastaavasti vara- ja toinen lauta) vuoden 1933 ja 1935 olympialaisissa, ja hänellä oli neljänneksi paras tulos ensimmäisellä laudalla vuonna 1937. Hänen kokonaispisteensä olympiadoissa oli 75,51%.