Воспитанник СДЮШОР «Динамо». Дебютировал за родную команду в сезоне 1991/1992. В составе юниорской сборной СССР стал вторым призёром чемпионата Европы 1990 года, а в составе молодёжной сборной СНГ в 1992 году стал чемпионом мира.
За «Динамо» выступал вплоть до 1999 года, после чего один сезон играл в составе немецкого клуба «Ганновер Скорпионс». По возвращении в Россию Мухометов выступал за такие клубы, как «Нефтехимик», ЦСКА, «Северсталь» и «Крылья Советов».
Всего на высшем уровне, включая матчи чемпионатов СНГ и Межнациональной хоккейной лиги, провёл 405 матчей. В сезоне 2009/2010 1 октября 2009 года провёл единственный матч на уровне КХЛ в составе казахстанского «Барыса».
Спортивную карьеру голкипера завершил в 2010 году.
По окончании карьеры Ильдар Мухометов занимал высокие должности в таких клубах как «Барыс» (спортивный менеджер в сезоне 2012/2013), ЦСКА (ассистент генерального менеджера в сезоне 2013/2014), «Адмирал» (генеральный менеджер и ассистент генерального менеджера с 2015 по 2018 годы).