Сергій Ільїн народився 10 січня 1987 року в Чернівцях. Вихованець буковинського футболу та донецького «Шахтаря».
Сергій Іванович виступав за професійні команди «Шахтар-3» (Донецьк), «Шахтар-2» (Донецьк), «Кривбас» (Кривий Ріг, дубль), «Зоря» (Луганськ, дубль), «Геліос» (Харків), ФК «Тирасполь» (Молдова), ФК «Полтава», «Буковина» (Чернівці), «Десна» (Чернігів), «Нива» (Тернопіль), «Єлгава» (Латвія), а також аматорські колективи ФК «Лужани», «Гуцульщина» (Косів), ФК «Волока» та ФК «Коровія».
У складі чернівецької «Буковини» - переможець першості України серед команд другої ліги – 2009/10.