В 1913 году, окончив техническую школу, начал трудовую деятельность, часто меняя место работы: чертежное бюро, телефонная станция, авиационный завод. Работал статистиком, редактором юмористического журнала «Синдетикон», в котором публиковал свои стихи под женским псевдонимом, бухгалтером.
В 1923 году Илья становится профессиональным литератором. Переехав в Москву, постоянно работал в газете «Гудок», но печатает свои очерки и фельетоны в разных изданиях. Уже в обработке рабкоровских писем сказывалась склонность Ильфа к сатире. Результатом командировки в Среднюю Азию явилась серия очерков «Москва – Азия» (1925).
В 1925 году происходит знакомство будущих соавторов – Ильи Ильфа с Евгением Петровым, но только через год начинается их совместная деятельность (Петров должен был отслужить в армии).
Первой значительной совместной работой Ильфа и Петрова был роман «Двенадцать стульев», публиковавшийся в 1928 году в журнале «30 дней», который сразу завоевал признание читателя, но критикой был встречен холодно. Книгу молодых писателей поддержал В. Маяковский.
В 1920-е годы появляется ряд фельетонов и повестей, написанных совместно, в «Правде» и «Литературной газете». В 1931 году публикуется второй роман Ильфа и Петрова – «Золотой теленок», тепло встреченный критикой, получивший восторженные отзывы М. Горького, М. Зощенко, А. Барбюса.
В 1935 году писатели совершили путешествие в США, позже написав книгу «Одноэтажная Америка» (1936).
Болезнь Ильфа (туберкулез лёгких), обострившаяся во время путешествия, окончилась его смертью, последовавшей 13 апреля 1937 года в Москве.
Интерес к авторам популярных советских романов «Двенадцать стульев» и «Золотой теленок» с годами не угас: это выражается и в изданиях книг, и в инсценировках и экранизациях.