Из дворян Курской губернии.
Родился в семье Обоянского городничего — отставного поручика Николая Сергеевича Ильинского.
В 1905 г. окончил Морской корпус — мичман.
В 1908 г. обучение в штурманских классах.
В 1909 г. — флаг-офицер при начальнике 1-го дивизиона миноносцев Владивостокского отряда.
В 1910 г. учёба на минных курсах и в офицерских классах. По окончании - лейтенант.
В 1912 г. — офицер подводного плавания.
С сентября 1913 г. по февраль 1915 г. — командир подводной лодки «Минога», затем подводной лодки «Дракон».
С февраля 1915 г. — командир подводной лодки «Барс» - одной из первых дизель-электрических подводных лодок в Императорском флоте.
В феврале - ноябре 1915 г. атаковал два немецких крейсера вынудив их покинуть р-н боевых действий.
6 декабря 1915 г. за отличие по службе произведён в старшие лейтенанты.
В мае 1917 г. подводная лодка «Барс» не вернулась из своего 15-и дневного боевого похода.
26 мая 1917 г. командование Балтийского флота признало гибель подводной лодки, и по инициативе А.Ф. Керенского (председатель Временного правительства) её моряки стали «...первыми погибшими борцами за молодую свободу и честь дорогой Родины».
28 мая 1917 г. в Ревеле (ныне Таллин) состоялась манифестация памяти. В городском соборе отслужили панихиду. Траурная процессия с плакатами и хоругвями от соборной площади пошла к «Русалке» (всеобщий морской памятник) для возложения к нему венков погибшим на «Барсе».
В феврале 1993 г. подводную лодку «Барс» обнаружил шведский минный тральщик на глубине 127 м. в точке с координатами: 21,033 мин. сев. шир., 19 град. 51,902 мин. вост. долг.
В 2007 г. почта России выпустила конверт к 90-летию героического подвига экипажа подводной лодки «Барс» с цветным изображением самой подводной лодки и портретом Ильинского.
Ист:
Подводный флот, №1, СПБ., 1998. Подводная лодка «Барс» на дне Балтийского моря.