Андрей Ильин родился в очень простой семье в городе Горьком. Папа - водитель, мама -завхоз, в семье также рос старший сын Валера. Семья проживали в одном из самых неблагополучных районов города Горького, в неблагоустроенном бараке. Лишь когда Андрею исполнилось 12, родители наконец переехали в нормальную квартиру.
Однако он хорошо учился в школе, особенно любил литературу. Записался в школьный драмкружок, и с тех пор загорелся идеей стать артистом. После 8 класса поступил в Горьковское театральное училище, после которого, с актерским дипломом уехал в Ригу, в театр русской драмы. Спустя 10 лет, в 1989 году он перебрался в Москву, где его пригласили в театр имени Моссовета.
Наступили тяжелые 90-е, зарплаты катастрофически не хватало, доходило до того, что приходилось подрабатывать частным извозом. Его дебют в кино состоялся еще в 80х, когда он изредка появлялся на экранах в эпизодических ролях. Но в 1992 году ему посчастливилось сыграть довольно значительную роль в замечательной картине Петра Тодоровского "Анкор, еще анкор".
Вплоть до 1999 года он перебивался ролями в низкокачественных картинах тех лет, пока на экраны телевизоров в 1999 году не вышел сериал "Каменская", где Ильин предстал в роли супруга главной героини. Можно сказать, что именно после этой роли он проснулся знаменитым. Сегодня в багаже Андрея Ильина более 120 работ, как в сериалах, так и полнометражных фильмах.
Личная жизнь актера сложилась непросто. В далекой молодости, в Риге, у него закрутился роман с Людмилой Ворошиловой, актрисой и коллегой по театру, старше его на несколько лет. Они поженились. Супруги счастливо жили, пока не насупил конец 80-х. Резко изменилось отношение латышей к русским, и они переехали в Москву. В столице, казалось бы крепкий брак, дал трещину, они развелись.
В театре имени Моссовета, его очередной избранницей стала еще одна актриса, дочка Олега Табакова, Александра. Коллеги отмечали избалованный и непростой характер Александры, называли ее за глаза "принцессой". Этот гражданский брак, который пришелся на тяжелые 90-е вкупе со сложным нравом супруги, оказался для актера непростым испытанием. Жена постоянно корила за его никчемность, неумение зарабатывать. Через 7 лет они расстались.
Затем новой супругой стала тренер по плаванью Ольга - видимо Андрей решил, что личного счастья с актрисой не построить. Однако несмотря на другую профессию, по признанию окружения актера, ангельским характером новая пассия тоже не отличалась, и как результат - очередной развод.
Актер уже поставил крест на своей личной жизнь, но в 2010 году к нему на дачу приехала съемочная группа, собиравшаяся снимать выпуск программы с его участием. Во время съемок он познакомился с редактором Ингой Руткевич. Знакомство быстро перешло в роман. Они поженились, а в 2013 году, в 53 года он впервые в своей жизни стал папой.
У супругов родился сын Тихон. 60-летний актер очень дорожит своим долгожданным счастьем, и все свободное время проводит с сыном и женой Ингой, вместе с которой он уже более 10 лет.