Александр Ильин родился в семье известного актера Ильина Александра Адольфовича в 1983 году 22 ноября. Получил образование в Высшем театральном училище им. М.С. Щепкина в 2004 году.
Карьера актера началась очень рано. Дебютом считается маленькая роль в фильме «Мелочи жизни», в котором рассказывается о проблемах обычной московской семье Кузнецовых и их многочисленных родственников, и знакомых. Еще девятилетним мальчишкой он принял участие в этом первом российском телесериале, где ему досталось роль мальчика-посыльного. По определению самого актера, в этом фильме он сыграл подонка на несколько серий.
В 1997 году сыграл небольшой эпизод в фильме «Шизофрения». Далее блестяще справился с ролью Жени Смирнова в телесериале «Простые истины». А в 2004 ему предложили сыграть курсанта Никиту Клюева в сериале «Курсанты». Когда закончил учебу в училище Александр Ильин младший фильмография его пополнилась еще несколькими кинолентами.
Затем, в 2006 году снимался сразу в трех фильмах: в сериале «Ваша честь» играл роль Василия Дурдакова, в фильме «Изображая жертву» исполнял роль милиционера Севы, а также в сериале «Острог. Дело Федора Сеченова» сыграл Степанова Ивана.
Следующий год для молодого актера стал насыщенным, он снимался сразу в 3-х крупномасштабных картинах: «Дом на набережной», «Сильнее огня» - главная роль, «Тринадцатилетние». В 2008 году Ильин снялся в фильме «Дикое поле» в роли Петро, в фильмах «Ни шагу назад» и «Солдаты 14». Далее в 2009 году снялся в фильме «Телохранитель 2», «Выхожу тебя искать» в роли конвоира, а также получил роль в исторической картине «Царь», где сыграл Федьку Басманова. Его партнером по съемке был известный актер Олег Янковский.
2010 год стал плодотворным для Александра Ильина. На экраны вышел фильм «Откричат журавли», где актер сыграл Зотова, фильм «Шериф» и молодежный сериал «Интерны». Именно он принес актеру настающую славу. В нем молодой актер играет роль Семена Лобанова, обычного парня, который решил прийти в медицину «просто так».
Затем была роль в фильме «Забытый», где Александр Ильин сыграл роль сельского участкового. Далее снимался в таких кинолентах как: «Сердца бумеранг», «Верю», «Суперменеджер или Мотыга судьбы». В данный момент с участием Александра в разработке фильм «Друзья друзей» и «Майор полиции».
Александр Ильин (младший) обладает отличительной способностью моментально перевоплощаться, если этого требуют его роли. Абсолютно к каждому сценарию подходит очень серьезно. Берет пример со своего отца и дедушки - работает, полностью отдавая самого себя. Молодой актер предпочитает характерные роли, в которых можно проявить свою индивидуальность.