Илья Дербилов родился в Киеве. В возрасте шести лет начал заниматься музыкой. В 1988 году переехал с семьей в Ленинград и поступил в Хоровое училище имени М. И. Глинки. С 1999 года обучался в Санкт-Петербургской консерватории: сначала на факультете хорового дирижирования у Валерия Борисова, с 2002 года – на факультативе оперно-симфонического дирижирования у Владислава Чернушенко, с 2004 года – на оперно-симфоническом факультете, с 2009 года – в аспирантуре.
В годы учебы Илья Дербилов начал работать хормейстером Государственной академической капеллы Санкт-Петербурга. С этим коллективом он гастролировал в США, Германии, Франции, Нидерландах, Испании, Люксембурге, Бельгии, Греции, Белоруссии, на Украине. Одновременно был дирижером Театра оперы и балета Санкт-Петербургской консерватории (2004–2007), где плодотворно сотрудничал с балетмейстером Никитой Долгушиным.
В 2007 году музыкант выиграл конкурс на должность художественного руководителя и главного дирижера Дальневосточного академического симфонического оркестра в Хабаровске, который возглавлял в течение пяти лет, дав свыше 300 концертов – как в самом краевом центре, так и на Сахалине, в городах Амурской и Еврейской автономной областей, в Китае. В эти же годы он был приглашенным дирижером одного из симфонических оркестров Сеула в Южной Корее (2009–2011).
С 2012 года Илья Дербилов – дирижер хора и симфонического оркестра Капеллы Санкт-Петербурга.
Он также сотрудничал с симфоническими оркестрами Омска, Красноярска, Тамбова, Петрозаводска; выступал на одной сцене с известными солистами – Дмитрием Хворостовским, Юрием Башметом, Денисом Мацуевым, Дмитрием Коганом, Борисом Андриановым.
С 2018 года – главный дирижер Ульяновского государственного академического симфонического оркестра «Губернаторский».
