В.Н. Ильин родился в 1945 году в Москве.

После окончания в 1970 году 2-го Московского Государственного медицинского института им. Н.И.Пирогова был принят на работу в Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева РАМН, где прошел обучение в клинической ординатуре и аспирантуре. В своей научной и практической деятельности является учеником академика В.И.Бураковского.

В 1978 году защитил кандидатскую диссертацию по специальности "Сердечно-сосудистая хирургия" на тему: "Комбинированный метод глубокой гипотермии для коррекции пороков сердца у детей раннего возраста".

В 1993 году им была защищена докторская диссертация на тему: "Хирургическое лечение детей первых лет жизни с тетрадой Фалло".

С 1990 года по сентябрь 2006 он руководил работой Отделения экстренной кардиохирургии новорожденных и детей 1-го года жизни НЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН. За годы работы в Центре им было выполнено более 2000 операций на сердце новорожденным и детям раннего возраста, в том числе более 1000 операций на "открытом сердце".

С января 2008 года - руководитель нового Отделения кардиохирургии и интенсивной терапии при ГДКБ им. Н.Ф. Филатова (г. Москва).

Исследовательская деятельность Владимира Николаевича была посвящена разработке наиболее актуальных направлений детской кардиохирургии. Им внесен большой вклад в разработку современных методов:

• искусственного кровообращения при кардиохирургических вмешательствах у новорожденных и младенцев;
• хирургической коррекции наиболее сложных врожденных пороков сердца у маленьких детей (транспозиции магистральных артерий, тетрады Фалло, множественных - дефектов межжелудочковой перегородки, двойного отхождения магистральных артерий от правого желудочка и др.);
• послеоперационной интенсивной терапии.

Профессор Ильин является автором более 240 научных работ, 22 из которых опубликованы в зарубежной печати.

В.Н. Ильин является членом ряда российских и зарубежных медицинских сообществ:

• Российской Ассоциации сердечно-сосудистых хирургов;
• Ассоциации детских кардиологов России;
• Европейской Ассоциации кардио-торакальных хирургов;
• Европейской Ассоциации Детских кардиохирургов;
• Всемирного Общества детской и врожденной кардиохирургии