Владимир Ильин родился 12 ноября 1945 года в городе Москва. Высшее образование молодой человек получил, окончив Второй Московский Государственный Медицинский Институт имени Пирогова. Профессиональную карьеру медицинского работника, специалист начал непосредственно после окончания института.

Первым местом работы Владимира, являлся Институт сердечно-сосудистой хирургии имени Бакулева, где начинающий медик прошел обучение в клинической ординатуре и аспирантуре. В персональной научной и практической деятельности, является учеником академика Бураковского. Далее, в 1979 году, Ильин защитил кандидатскую диссертацию по специальности «Сердечно-сосудистая хирургия» на тему: «Комбинированный метод глубокой гипотермии для коррекции пороков сердца у детей раннего возраста».

С 1990 года, опытный врач возглавлял Отделение экстренной кардиохирургии новорожденных и детей 1-го года жизни НЦССХ имени Бакулева Российской Академии Медицинских Наук. За годы работы в Центре, кардиохирургом выполнено более 2000 операций на сердце новорожденным и детям раннего возраста, в том числе более 1000 операций на «открытом сердце».

В 1993 году, Ильин защитил докторскую диссертацию на тему: «Хирургическое лечение детей первых лет жизни с тетрадой Фалло». Впоследствии, в январе 2008 года, Ильин Владимир Николаевич назначен на должность руководителя нового Отделения кардиохирургии и интенсивной терапии Детской Городской Клинической Больницы имени Филатова, расположенной в городе Москва.

Профессор Ильин является автором более 240 научных работ, 22 из которых опубликованы в зарубежной печати. Член ряда российских и зарубежных медицинских сообществ, таких как: Российская Ассоциация сердечно-сосудистых хирургов, Ассоциации детских кардиологов России, Европейская Ассоциация кардио-торакальных хирургов, Европейская Ассоциация Детских кардиохирургов и Всемирного Общества детской и врожденной кардиохирургии.