Илона Ананьина с отличием окончила Российскую академию музыки имени Гнесиных по двум специальностям: «хоровое дирижирование» (класс профессора Людмилы Поповой) и «сольное академическое пение» (класс профессора Марии Миглау). Затем продолжила обучение в аспирантуре Московской консерватории (класс профессора Галины Писаренко). Стажировалась в Высшей школе музыки имени А. Корто в Париже (класс профессора Каролины Дюма). Принимала участие в мастер-классах и школах вокального мастерства в России и за рубежом.
Лауреат международных конкурсов «Музыка без границ» в Литве (I премия), «Мадам Баттерфляй» в Японии и Всероссийского конкурса «Романсиада», дипломантка и обладательница специальных призов международных вокальных конкурсов Bella Voce в Москве, в Санкт-Петербурге, имени Франциско Виньяса в Барселоне, имени Ирис Адами Коррадетти в Падуе (Италия) и Королевы Сони в Ослов (Норвегия). Удостоена Почетной грамоты Министерства культуры РФ «За большой вклад в развитие культуры» и других наград. Член Союза Театральных Деятелей России.
Ведет активную концертную деятельность, выступает с сольными программами, принимает участие в различных проектах в России и за рубежом. Сотрудничает с ансамблями Collegium Musicum, «Московское трио», «Брамс-трио», капеллой имени В. Судакова, квартетом «Московская балалайка», органистами Натальей Летюк, Фёдором Строгановым, Татьяной Андриановой, фортепианным дуэтом Ирины Силивановой и Максима Пурыжинского и другими исполнителями.
Выступала в Концертном зале имени П. И. Чайковского, Колонном зале Дома Союзов, залах Московской консерватории и Московского международного Дома музыки, Зале Церковных соборов Храма Христа Спасителя, Римско-Католическом соборе, Кафедральном соборе Святых Петра и Павла и на других московских сценах. Сотрудничает с оперными театрами. Исполняла партии в операх «Путешествие в Реймс» Россини (Коринна), «Евгений Онегин» (Татьяна) и «Иоланта» (Иоланта) Чайковского, «Свадьба Фигаро» Моцарта (Керубино и Графиня), «Кармен» Бизе (Микаэла), «Алеко» Рахманинова (Земфира), партии сопрано в Реквиеме Моцарта, «Мессии» Генделя, Stabat Mater Перголези.
С 2009 года преподает в Российской академии музыки имени Гнесиных (доцент).