Lillo kende al een sterk eerste deel van het seizoen, met als hoogtepunt een sterke prestatie op de UCI Mountainbike Wereldkampioenschappen in Andorra, waar hij op zijn Anthem Advanced 29 racefiets een zilveren medaille behaalde in de U23 cross-country Olympic (XCO) race, slechts 21 seconden verwijderd van de regenboogtrui. Hij eindigde ook als vierde in het U23 cross-country short-track (XCC) wereldkampioenschap voordat hij vol vertrouwen naar de Lake Placid World Cup vertrok voor de laatste twee evenementen op de kalender.
In Lake Placid, gelegen in de Adirondack Mountains van de staat New York, zette Lillo een beslissende aanval in tijdens de laatste ronde van de XCC-race, die niemand kon beantwoorden. Dit leverde hem zijn eerste World Cup-overwinning met Giant op. Twee dagen later eindigde hij als tweede in de XCO-race, op minder dan een minuut achter de Canadese winnaar Cole Punchard.
"Het weekend begon heel goed met de short-track," zei Lillo. "Ik kon de hele race vooraan rijden en mezelf uit de problemen houden. In de laatste ronde ging ik naar voren en zette een hoog tempo in. Ik begon vroeg met de sprint en toen ik de finish bereikte, was ik alleen. Na mijn eerste overwinning van het seizoen was ik superblij en keek ik uit naar de XCO. In de eerste ronden probeerde ik bij de kopgroep te blijven. Halverwege de race waren alleen [Punchard] en ik nog over. Op dat moment kreeg ik een schroef in mijn achterband en moest ik naar de pit voor een nieuw wiel. Daarna had ik nog steeds veel te winnen en ging ik hard tot de finish. Ik won de sprint voor de tweede plek en sloot het weekend af met twee solide resultaten."
Een week later in Mont-Sainte-Anne, Québec, won Lillo de XCC-race door een late aanval van de Amerikaanse U23-wereldkampioen Bjorn Riley af te houden. Hij sprintte over de finish voor zijn tweede opeenvolgende U23 XCC-overwinning.
"Na een succesvol weekend in Lake Placid was de motivatie hoog," zei Lillo. "In de short-track reed ik met dezelfde strategie als in Lake Placid. Ik bleef op de eerste positie en vermeed problemen. Met nog één ronde te gaan viel ik aan bij de start/finish en ging ik er vol voor. Ik kon de andere renners afhouden tot de finish en behaalde nog een World Cup-overwinning."
Twee dagen later wist Lillo ondanks een late valpartij zijn eerste XCO World Cup-overwinning te behalen in zijn laatste race in de U23-categorie, waarmee hij in Québec zowel de short-track als de cross-country disciplines op zijn naam schreef. Hevige regen na de XCC-race op vrijdag maakte het XCO-parcours glad en bijna fataal voor de Zwitserse renner.
"Ik reed lange tijd in de race met twee Franse renners in de kopgroep," zei Lillo. "Ik had een goed ritme en was zelfverzekerd voor de laatste ronde. Ik viel aan voor het hoogste punt en zette een kleine voorsprong tussen mij en mijn achtervolgers. Maar in de daaropvolgende afdaling viel ik en kwamen ze terug. Ik viel opnieuw aan op de laatste klim en wist mijn voorsprong terug te winnen. En daarmee won ik mijn eerste XCO voor Giant in mijn laatste race als U23-renner. Ik ben heel blij met hoe ik mijn seizoen heb kunnen afsluiten, en ik ben dankbaar voor al het werk dat het personeel en de teamleden dit seizoen hebben geleverd."
Lillo sloot het 2024 World Cup-seizoen af met een derde plaats in het algemene U23 XCC-klassement, achter de Amerikanen Riley Amos en Bjorn Riley, en een vierde plaats in het U23 XCO-klassement. Hij leidde ook het Giant Factory Off-Road Team in World Cup-overwinningen (drie).
