Ilkka Hämäläinen on laulanut Suomen Kansallisoopperassa vuodesta 2002 sekä solistikiinnityksellä että kuorolaisena. Hän on myös kysytty taiteilija Suomen maakuntaoopperoissa ja laulaa solistina mm. Savonlinnan Oopperajuhlilla.

Ilkka Hämäläisen eri musiikkityylien hallinta on kansainvälisestikin katsottuna hämmästyttävän laaja. Hän aloitti nuorena pop- ja rock-laulajana ja nykyään hänen ohjelmistoonsa kuuluu yli 80 musikaali-, operetti- ja oopperaroolia.  Tulevalla kaudella Ilkka Hämäläistä kuullaan Moskovan Bolshoi-teatterissa Savonlinnan Oopperajuhlien Otello-vierailun yhteydessä. Kansallisoopperassa hän mm. jatkaa menestystään Lloyd-Webberin Oopperan Kummituksen nimiroolissa ja tekee Andresin roolin Alban Bergin Wozzekissa.

Turussa järjestetyn Kultainen Silinteri operetti-kilpailun Hämäläinen voitti 1997.

Hän on levyttänyt mm. ortodoksista kirkkomusiikkia Uspeskin Katedraalin Mieskuoron solistina.