Писатель, журналист, сценарист Илья Арнольдович Ильф (настоящее имя — Иехиел-Лейб Арьевич Файнзильберг) родился 3 (15) октября 1897 года в Одессе. Родители были родом из местечка Богуслав Киевской губернии. Отец — Арье Беньяминович Файнзильберг (1863-1933), банковский служащий. Мать — Миндль Ароновна (урожденная Котлова) (1868-1922).
Семья переехала в Одессу между 1893 и 1895 годами. Илья был третьим из четырёх сыновей в семье. Его старшими братьями были французский художник-кубист и фотограф Сандро Фазини (настоящее имя — Срул Арьевич Файнзильберг, позднее — Саул Арнольдович Файнзильбер; 23 декабря 1892, Киев — 1942, концлагерь Освенцим); советский художник-график и фотограф Михаил (Мойше-Арн) Арьевич Файнзильберг, пользовавшийся псевдонимами МАФ и Мифа (30 декабря 1895, Одесса — 1942, Ташкент). Младший брат — Беньямин Арьевич Файнзильберг (10 января 1905, Одесса – 1988, Москва) — инженер-топограф.
Отцу было трудно обеспечить большую семью, поэтому он решил дать детям практическую профессию. Но они обманули надежды Арнольда Файнзильберга. Старший сын Александр, окончив коммерческое училище, стал художником; второй сын Михай пошел по стопам брата. Отец решил добиться своего любым путем и отдал третьего, Илью, в ремесленное училище «Труд» на Канатной улице. В 16 лет Илья, закончив техническую школу, начал самостоятельную трудовую деятельность в чертёжном бюро. Затем работал монтёром на телефонной станции, токарем на авиационном заводе и фабрике ручных гранат, и в статистическом управлении
К сожалению отца, ни одна из этих профессий по-настоящему не увлекла молодого человека. Он перешёл на работу в юмористический журнал «Синдетикон», в котором печатал свои первые стихи под женским псевдонимом. После революции работал бухгалтером, журналистом, редактором в юмористических журналах. Был членом Одесского союза поэтов. Илья Файнзильберг был книгочеем. Именно он познакомил своих друзей-поэтов с творчеством Стерна и Рабле, Франсуа Вийона и Артюра Рембо, Саади и Омара Хайяма… Великолепный рассказчик, Ильф приносил на собрания литературного клуба старые номера «Вестника иностранной литературы», читал и пересказывал лучшие статьи.
В 1923 приехал в Москву, стал сотрудником газеты «Гудок». Ильф писал материалы юмористического и сатирического характера — в основном фельетоны.
Псевдоним «Ильф» скорее всего является аббревиатурой еврейского имени писателя (Иехи́ел-Лейб Фа́йнзильберг), это соответствует древней еврейской традиции именных аббревиатур. Аналогичным образом взяли себе псевдонимы и двое из трёх братьев Ильфа.
В 1927 г. началось совместное литературное творчество Ильфа и Петрова. В 1928 г. было опубликовано их первое произведение — сатирический роман «Двенадцать стульев». Он открывался посвящением брату Евгения Петрова — Валентину Катаеву, которому принадлежала первоначальная идея данной книги. 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».
В соавторстве с Евгением Петровым были написаны роман «Золотой телёнок» (1931), новеллы «Необыкновенные истории из жизни города Колоколамска» (1928), фантастическая повесть «Светлая личность» (экранизирована), новеллы «1001 день, или Новая Шахерезада» (1929), документальная повесть «Одноэтажная Америка» (1937). В восприятии читательской аудитории Илья Ильф и Евгений Петров оказались нераздельны.
В 1932 -1937 годах Ильф и Петров писали фельетоны для газет «Правда», «Литературная газета» и журнала «Крокодил».
После разгрома Деникина и установления в Одессе советской власти писатель был сотрудником Югроста и газеты «Моряк», редактором юмористического журнала «Синдетикон». Вместе с Валентином Катаевым, Юрием Олешей, Семеном Кирсановым и Эдуардом Багрицким входил в литературное объединение «Коллектив Поэтов».
В 1930-е годы Илья Ильф увлекался фотографией. На его снимках запечатлены современники-писатели, архитектурные сооружения, городские пейзажи. Фотографии Ильи Арнольдовича через много лет после его смерти случайно нашла дочь Александра Ильинична Ильф. Она подготовила к публикации книгу «Илья Ильф – фотограф», в которой было более 200 фотографий, сделанных Ильфом и его современниками.
В 1922 году знакомится со своей будущей женой — Марией Николаевной Тарасенко (1904-1981), которую Ильф очень сильно и нежно любил до конца жизни. В 1935 году у супругов рождается дочь Александра, внесшая впоследствии большой вклад в восстановление первоначальных вариантов произведений Ильи Ильфа, а также в публикации его ранее неизданных работ.
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.
Мемориальная доска, посвященная памяти Ильи Ильфа, установлена на стене его родного дома в Одессе (ул. Старопортофранковская, д. 137). Имя Ильфа и Петрова носит улица в Киевском районе Одессы. В их честь назван астероид главного пояса 3668 Ilfpetrov.