Ион Илиеску родился 3 марта 1930 года в городе Олтеница, Румыния. В 1944 году стал членом Союза коммунистической молодежи. В 1955 году окончил Московский энергетический институт. Затем получил дополнительное образование в Бухарестском политехническом институте.
В 1957 году Илиеску избран в Великое национальное собрание. Работал в Союзе ассоциаций студентов-коммунистов, руководил отделом пропаганды Центрального комитета Румынской коммунистической партии. В 1967 году назначен первым секретарем Центрального комитета Союза коммунистической молодежи и министром по делам молодежи. В середине 1970 годах отстранен от политической деятельности.
В 1979 году Ион Илиеску занял пост председателя Национального совета водного хозяйства. В 1984 году снят со всех постов и исключен из Центрального комитета. В том же году стал директором Бухарестского издательства научно-технической литературы.
В 1989 году Илиеску возглавил волнения, направленные против Чаушеску, а после свержения последнего образовал Фронт национального спасения Румынии и стал его председателем. В мае 1990 года избран на должность Президента, в 1992 году повторно переизбран. В 1995 году стал почетным доктором Московского энергетического института. В 1996 году проиграл выборы команде во главе с Эмилем Константинеску. Возглавляемая им партия перешла в оппозицию. Через четыре года, 20 декабря 2000 года вновь занял пост президента.
За время правления Ион Илиеску неоднократно использовал против своих политических противников авторитарные методы. В связи с этим в его адрес возбуждено уголовное дело по обвинению в преступлениях против человечности. В частности, ему поставили в вину гибель в июне 1990 года во время Минериады четверых шахтеров, а также около тысячи человек пострадавшими.
Несмотря на попытку румынского суда закрыть уголовное дело, в 2015 году Европейский суд по правам человека убедил Румынию возобновить расследование. В апреле 2019 года дело о гибели людей во время революции в декабре 1989 года, по которому проходят Илиеску и Джелу-Войкан Войкулеску, передано в суд. Бывшего президента обвиняют в сознательном введении людей в заблуждение и распространении недостоверной информации.
Отец - Александр Илиеску (1901-1945), железнодорожник, являлся членом действовавшей в подполье коммунистической партии
Жена - Нина Илиеску