Родился 9 июля 1911 г. в с. Туруново (Тăрăн) Батыревского района Чувашской Республики.
И. Думилин учился в Старотойсинской школе колхозной молодежи. До войны работал фальцовщиком журнально-газетной экспедиции издательства газеты "Канаш", учителем в школе киномехаников. Первые стихи и рассказы опубликованы в 1928 г. в журналах "Сунтал" (Наковальня) и "Хатĕр
пул" (Будь готов). Лучшие его произведения опубликованы в коллективных
сборниках "Паттăрлăх кунĕсем" (Дни мужества) (1995 г.), "Юлашки юн тумламĕччен..." (До последней капли) (1980 г.), "Сердце, пробитое пулей" (1970 г.), а также изданы отдельным сборником "Хумсем" (Волны) (1934 г.).
В годы Великой Отечественной войны находился в рядах действующей армии. Был командиром отделения. Поэт пал смертью храбрых в боях под Сталинградом в ноябре 1942 г.
Илья Думилин в мае 1962 года посмертно принят в члены Союза писателей СССР.