در سال 1934 مسابقات دوومیدانی قهرمانی اروپا برای نخستین بار به میزبانی تورین ایتالیا برگزار شد و سالمینن دونده 181 سانتی متری و 66 کیلوگرمی فنلاندی در روز 7 سپتامبر موفق شد با ثبت زمان 31:02:6 دقیقه عنوان قهرمانی دوی ده هزار متر را در بین 9 شرکت کننده از آن خود سازد. دو روز بعد او در رقابت دوی 5 هزار متر نیز حضور یافت و با ثبت زمان 14:43:6 دقیقه برنده مدال برنز شد. به این ترتیب دو سال بعد که رقابتهای المپیک در برلین برگزار می شد، سالمینن به عنوان یکی از مدعیان دوهای استقامت پای به این بازیها نهاد.

او که متولد 21 سپتامبر 1902 در اِلیماکی واقع در جنوبی ترین نقطه فنلاند بود، در 34 سالگی در اوج دوران آمادگی خود قرار داشت. پس از افتتاحیه المپیک در روز اول آگوست، دوی ده هزار متر یکی از نخستین رقابتهای المپیک بود که برگزار می شد. در دوم آگوست 30 دونده در خط شروع این مسابقه قرار گرفتند که سه نفر آنها فنلاندی بودند.

هرچند در بسیاری از دقایق این مسابقه کوهِی موراکوسو از ژاپن صدرنشین مسابقه بود اما هر سه دونده فنلاندی به شکلی حساب شده پشت سر او حرکت می کردند و سرانجام او را پشت سر گذاشتند. سالمینن سرانجام زمان 30:15:4 دقیقه را برجای گذاشت و با 0.2 ثانیه برتری نسبت به هموطن خود آروو آسکولا قهرمان المپیک شد. مدال برنز هم به وولماری ایسوهولو دیگر هموطن آنها رسید تا روزی پرشکوه برای فنلاند رقم بخورد.

اما فرصتی برای جشن گرفتن نبود. سالمینن در روز 4 آگوست در رقابت انتخابی 5 هزار متر به میدان رفت. جایی که 41 دونده در سه گروه مسابقه دادند و از هر گروه 5 نفر به فینال رسیدند. سالمینن هم در گروه خود چهارم شد و به فینال رسید. در حالی که زمان 15:06:6 دقیقه را برجای نهاده بود. فینال این مسابقه روز هفتم آگوست برگزار شد و سالمینن این بار زمان 14:39:8 دقیقه را ثبت کرد. اما این زمان 17 ثانیه ضعیف تر از قهرمان مسابقه بود و به این ترتیب او با کسب عنوان ششمی المپیک به کار خود خاتمه داد.

یک سال بعد از المپیک، ایلماری موفق شد زمان 30:05:5 دقیقه را در دوی ده هزار متر ثبت کند و با این زمان رکورددار جهان شود. در سال 1938 مسابقات دوومیدانی قهرمانی اروپا در پاریس برگزار شد و او این بار هم در بین ده شرکت کننده بهترین زمان را برجای نهاده و با زمان 30:52:4 دقیقه از عنوان قهرمانی خود در این رقابتها دفاع کرد. او که در این سالها برای باشگاه کوولان می دوید، در سال 1939 زمان 14:22 دقیقه را در دوی 5 هزار متر ثبت کرد که بهترین زمان او در این رقابت بود؛ آن هم در 37 سالگی! به این ترتیب ایلماری در اوج از ورزش خداحافظی کرد.

سالها بعد وقتی مجددا نام او بر سر زبانها افتاد که فنلاند میزبان بازیهای المپیک 1952 بود و او ریاست کمیته سازماندهی بازیهای المپیک هلسینکی را عهده دار بود. او در 5 ژانویه 1986 در کوولا فنلاند از دنیا رفت؛ در 83 سالگی.