Родилась будущая актриса в Ленинграде в 1971 году в семье врача и парикмахера. Родители постоянно приглашали много гостей в дом. И кто-то из приглашенных сфотографировал девочку и оставил ее фото на киностудии.
В юном возрасте Инга планировала стать медиком или биологом, занималась танцами, посещала юннатскую станцию.
В 1983 году ее пригласили на роль Маши Старцевой в фильме "Приключения Петрова и Васечкина, обыкновенные и невероятные". Именно исполнители главных ролей - Егор Дружинин и Дима Барков выбрали ее по фото. Так начался творческий путь актрисы.
Юная Инга всегда хорошо училась в школе, но из-за съемок в Одессе ее успеваемость очень сильно скатилась. Она посещала занятия лишь раз в неделю, но несмотря на это актриса всегда с теплотой вспоминает тот период жизни.
Фильм был очень популярен среди юных зрителей и режиссер Владимир Алеников решил снять продолжение картины "Каникулы Петрова и Васечкина" в 1984 году.
В 1989 году Инга поступила в Школу-студию МХАТ, после окончания которой начала работать в Московском Художественном театре им. Чехова.
В 1992 году вышло несколько картин с ее участием: "Бег по солнечной стороне", "Луна Парк", "Глаза", "Мушкетеры двадцать лет спустя", "Горячев и другие".
В 1993 году актриса приняла участие в съемках комедии "Музыкальный прогноз", в котором снялись многие знаменитые артисты шоу-бизнеса.
В 1994 году Ильм решила переехать в США, как и многие другие начинающие актеры. Там она прошла курс обучения в актерской школе Ли Страсберга.
Но актриса так и не смогла привыкнуть к американскому образу жизни и решила вернуться в Москву.
По приезду она сразу же устроилась в Московский драматический театр имени Пушкина, проработав там актрисой с 1995 по 2001 год. Также актриса работала на телевидении.
После десяти лет перерыва в кинематографе, в 2003 году Инга снялась в молодежной картине "Чай, кофе, потанцуем". После выхода этого сериала, Ильм решила уйти из кино и театра.
В 2008 году Ильм поступила в МГУ на исторический факультет. Сейчас она активно занимается историей архитектуры, выпустила книгу "Моя Италия", которая посвящена архитектуре трех городов: Неаполю, Риму и Флоренции.
Первым мужем актрисы был ирландский писатель, в браке родился сын. Но брак распался из-за постоянных переездов и работы. Вторым мужем стал режиссер и архитектор Игорь Северцев.
Британское издание "For Him Magazine" включило Ингу Ильм в рейтинг самых красивых женщин мира.