Игорь Валентинович Илларионов родился 11 июля 1969 года в Луховицком районе Московской области. Поступил на службу в органы внутренних дел в 1990 году, сразу после срочной службы в Вооружённых Силах СССР. Начал карьеру с должности милиционера патрульно-постовой службы. В 1992 году закончил очное отделение Московской средней специальной школы милиции МВД России. С 1992 по 2013 годы служил на различных оперативных и руководящих должностях в уголовном розыске и управлении по борьбе с организованной преступностью ГУВД Московской области. В 1997 году окончил Юридический институт МВД России по специальности юриспруденция, квалификация – юрист. В 2011 году присвоено специальное звание полковник полиции. С 2013 по 2016 годы занимал должность заместителя начальника управления ГУСБ МВД России. В 2016 году окончил Курсы федерального резерва при Академии управления МВД России. За заслуги в поддержании законности и правопорядка, высокие личные показатели в служебной деятельности Указом Президента РФ от 30 октября 2014 года награждён медалью «За отличие в охране общественного порядка». Награждён медалями МВД России «За отличие в службе» I, II и III степеней, «За доблесть», «За боевое содружество», наградным оружием и другими ведомственными наградами. 28 декабря 2016 года Указом Президента Российской Федерации № 723 назначен на должность начальника Управления МВД России по Калининградской области. В 2018 году присвоено специальное звание генерал-майор полиции. Приказом Министра внутренних дел Российской Федерации от 6 апреля 2018 года награжден медалью МВД России «За безупречную службу в МВД». Указом Президента Российской Федерации от 13 мая 2019 года награжден Орденом Почета.