Илья (Иехиел-Лейб) Файнзильберг родился 15 октября 1897 года в Одессе третьим из четырёх сыновей в семье банковского служащего Арье Беньяминовича Файнзильберга и его жены Миндль Ароновны, родом из местечка Богуслав Киевской губернии (семья переехала в Одессу между 1893 и 1895 годами). Место рождения отмечено мемориальной доской.
В 1913 окончил техническую школу, после чего работал в чертёжном бюро, на телефонной станции, на военном заводе. После революции был бухгалтером, журналистом, а затем редактором в юмористических журналах. Был членом Одесского союза поэтов.
В 1923 переехал в Москву, стал сотрудником газеты «Гудок». Ильф писал материалы юмористического и сатирического характера — в основном фельетоны.
В 1927 с совместной работы над романом «Двенадцать стульев» началось творческое содружество Ильи Ильфа и Евгения Петрова (который также работал в газете «Гудок»). В 1928 году Илья Ильф был уволен из газеты из-за сокращения штата сатирического отдела, вслед за ним ушёл Евгений Петров. Вскоре они стали сотрудниками нового еженедельного журнала «Чудак».
Во время путешествия на автомобиле по американским штатам у Ильфа открылся давний туберкулёз, диагностированный у него в начале 1920-х, вскоре приведший к его кончине в Москве 13 апреля 1937 года.