Илья родился 3 августа 1995 года в городе Санкт-Петербурге в семье Дмитрия и Светланы Медведевых. Отец мальчика на тот момент преподавал юридические дисциплины в институте и состоял на службе в Комитете по внешним связям городской администрации на должности внештатного эксперта. Дмитрий Анатольевич сотрудничал с Анатолием Собчаком, также по работе пересекался с Владимиром Путиным. Медведев уже в те годы владел пакетом акций ЗАО «Финцелл», деревообрабатывающего комбината «Илим Палп Энтерпрайз».
Мать Светлана Линник на момент рождения сына уже окончила экономический факультет ЛЭФИ, работала бухгалтером. После появления ребёнка посвятила себя воспитанию Ильи. В 1999 году семья переехала в Москву. В 7 лет Илья пошёл в престижную московскую гимназию. Светлана позаботилась о разностороннем развитии сына: с раннего возраста Илью отдали в секцию по футболу, после чего он увлёкся фехтованием. Медведев-младший полюбил иностранные языки, точные науки.
Позднее Илья освоил компьютер. В 2007 году мальчик снялся в одном из выпусков юмористического журнала «Ералаш», который назывался «Герой». В ролике шло повествование о мальчике, который под впечатлением от увиденного в кинотеатре боевика бросился спасать на улице девочку от рук бандитов. На самом деле оказалось, что он сорвал дубль, который в это время делала съёмочная киногруппа.
Второй номер юмористического журнала с участием Ильи Медведева под названием «Снимите меня» вышел позднее – уже в 2008 году. Сюжетом нового ролика стала история о мальчике, который хотел сняться в кино и досаждал кинорежиссёру, появляясь в неподходящий момент на съёмочной площадке.
О том, что отец главного героя – премьер-министр, а затем и президент Российской Федерации, знали только руководители съёмочного процесса. Режиссёр первого эпизода Алексей Щеглов положительно отозвался о способностях Ильи, назвав его весёлым и живым мальчиком. На кастинге ребёнок рассмешил главного режиссёра Бориса Грачевского. До 2012 года этот факт биографии сына Медведева никак не афишировался в СМИ.
Круг интересов Ильи Медведева был разнообразным – начиная японской мультипликацией, заканчивая альтернативным роком. Мальчик любил гонять в футбол. Однако чаще всего по футбольному полю Илья бегал с охраной, а не с отцом. По словам юноши, с папой он общался в день от силы 15 минут. Единственное исключение – новогодние праздники. Даже на 9 мая общение с отцом ограничивалось видеозвонком по «Скайпу».
Илья регулярно ходил в бассейн. Будучи студентом МГИМО, он выступил за футбольную сборную вуза. Слушал Linkin Park, The Beatles, «Сплин», «Машину времени». Во время визита Deep Purple в Россию сыграл с этой группой за закрытыми дверями. Настоящим увлечением для подростка было аниме. В 13 лет Илья даже получил в дар от японского премьер-министра Таро Асо голубого робокота Дораэмона на радиоуправлении.
Медведев-младший побывал во многих уголках России. Помимо частых поездок в родной город Санкт-Петербург, юноша видел гейзеры Камчатки, вместе с родителями регулярно посещал Сочи. Илья заботился о культурном просвещении, посещая Мариинский, Александринский театры, МХАТ и театр Олега Табакова. Для друзей Медведев-младший сочинял юмористические четверостишия, показывал фокусы.
Илья Медведев выбрал себе юридическое образование в МГИМО. В результате отбора, как победитель олимпиады, он попал на бюджетное отделение ВУЗа. Посещал Илья лекции на общих основаниях, вместе с сокурсниками кушал в институтской столовой. В МГИМО он продолжил изучение иностранных языков: английского (свободно владеет им), французского, итальянского, немецкого. Знание нескольких иностранных языков должно быть отличным в этом ВУЗе! Факультет считается самым загруженным в МГИМО. Илья Медведев успешно справился с требованиями на экзаменах и получил высший балл по многим дисциплинам. В ВУЗе у юноши было несколько друзей. Ближайшим из них стал сын Павла Астахова Артём. Во время учёбы в МГИМО Илья Медведев проходил практику в российской юридической компании, однако, в планах у Ильи было создание собственного проекта в сфере современных технологий.
Илья Медведев уделял основное время учёбе, отношения юноши с девушками носили дружеский характер. В 2015 году журналисты сделали фото молодого человека в парке с девушкой. При этом Илью во время свидания сопровождала охрана.
Как утверждал Илья Медведев, у него есть аккаунт в сети «ВКонтакте», который юноша использовал для общения с друзьями. Илья избегает публичности, поэтому не заводит себе страничку в «Instagram».
В 2017 году Илья Медведев завершил обучение в МГИМО, поступил в магистратуру ВУЗа. Дипломную работу он посвятил акционерным обществам России и Великобритании, их правовому регулированию.
В академическом рейтинге учебного заведения Илья входил в число 30-ти лучших студентов МГИМО.