Вадим Ильин родился в 1942 году в Киеве. В 1958-м окончил специальную музыкальную школу при Киевской консерватории. В конце 1950-х был саксофонистом тбилисского ансамбля "В гостях - Тбилисская эстрада", работал пианистом киевского эстрадного оркестра "Днепр", дирижером оркестра "Балет на льду" - там же, руководителем эстрадного оркестра Киевского медицинского института и квартета Киевского джаз-клуба. В 1970-х - худрук ансамбля Юрия Гуляева и женского ансамбля "Мечта" (оба - также Киев).
В 1971-м артист окончил Киевскую консерваторию имени Чайковского. С 1972-го - член Союза композиторов СССР, с 2008-го - Союза композиторов Российской Федерации.
Работал в симфоническом и камерно-инструментальном форматах и как востребованный песенник. На счету - произведения в репертуаре Кобзона, Лещенко, Леонтьева, Сенчиной, Толкуновой, Богатикова, Хиля и других звезд советской эстрады.
Произведения композитора для музыкального театра были показаны, в частности, на сцене Московского театра оперетты, в театрах Украины и других стран постсоветского пространства - "Дамских дел мастер", "Сочинение на тему о любви", "Эсмеральда" (по "Собору Парижской богоматери").
Ильин - лауреат фестивалей "Песня года" 1978 и 1979-го, Всесоюзного конкурса на лучшее музыкально-театральное произведение к 60-летию Октябрьской революции, Музыкального фестиваля "Крымские зори" (Ялта, 1983 год) за лучшую новую советскую песню - "Счастье".
С 1991 года артист жил и работал в Израиле, в Иерусалиме, был членом Израильской лиги композиторов. Последние годы жил в Москве.
Пометка об уходе хитмейкера на 83-м году жизни появилась в его профиле на портале "Кино-театр.ру".