Народився 6 січня 1960 року в м. Миколаїв. Закінчив Миколаївський державний педагогічний інститут ім. В.Г. Бєлінського (1981).
Трудову діяльність розпочав у 1981 році вчителем історії та суспільствознавства Засільської середньої школи Жовтневого району Миколаївської області. Працював у закладах освіти області вчителем, організатором, заступником директора з навчально-виховної роботи. З 1991 року директор загальноосвітньої школи № 19 м. Миколаїв.
Школа працює над проблемною темою «Формування життєвої компетентності як засобу формування громадянина. Протягом останніх років школа підготувала понад 100 призерів міських, обласних, республіканських олімпіад, Всеукраїнських конкурсів МАН (за цим показником посідає 1 місце серед загальноосвітніх шкіл міста). Учні школи виборюють призові місця в місті та області з волейболу, легкої атлетики, шахів. Футбольна команда «Торпедо» — чемпіон області, фіналіст міжнародних змагань.
У художньо-естетичному напрямку учні школи — дворазові чемпіони міста в грі КВК, переможці конкурсів «Обрій», «Поетична пристань», «Червона калина», «Заповіт».
У 2006 році школа стала лауреатом Всеукраїнського конкурсу «100 кращих шкіл України».
У 1998, 2002 роках О.О. Ільїн обирався депутатом міської ради.
Заслужений працівник освіти України (2007). Учитель-методист. Відмінник освіти України. Нагороджений Грамотами облдержадміністрації, міського та обласного управління освіти, міського голови, Грамотою Президента України з нагоди 10-річчя незалежності України (2001). Делегат I з’їзду вчителів України (1992); учасник міжнародного семінару «Лідери освіти ХХІ ст.». Переможець загальноміського конкурсу «Городянин року» у номінації «Освіта» (2005). Лауреат Всеукраїнського конкурсу «100 кращих керівників шкіл України» у номінації «Стратегія та розвиток навчального закладу» (2007).