Илья Папоян родился в 2001 году в Санкт-Петербурге. Обучался в Санкт-Петербургской детской школе искусств имени С. В. Рахманинова (класс Джеммы Седлецкой), Средней специальной музыкальной школе при Санкт-Петербургской государственной консерватории имени Н. А. Римского-Корсакова (классы Ольги Курнавиной и Александра Сандлера) и в консерватории (класс Александра Сандлера). Принимал участие в мастер-классах Андрея Диева, Григория Грузмана, Павла Нерсесьяна и Александра Мндоянца. Участник смен образовательного центра «Сириус» в Сочи в классе Андрея Диева (2016).
Победитель и обладатель приза EMCY Международного Шопеновского конкурса юных пианистов (Нарва, 2016), победитель I Всероссийского межвузовского конкурса «Фортепиано сегодня» Санкт-Петербургской консерватории (2020), победитель и обладатель приза зрительских симпатий V Международного фортепианного конкурса Ciudad de Vigo (Испания, 2021). Лауреат X Международного юношеского конкурса имени П. И. Чайковского (Астана, 2017, II премия и специальный приз за лучшее исполнение произведения И. С. Баха), Международного конкурса юных пианистов Astana Piano Passion (2017, III премия), III Всероссийского музыкального конкурса (2018, III премия), Общероссийского конкурса «Молодые дарования России» (2019, II премия), I Международного конкурса пианистов, композиторов и дирижеров имени С. В. Рахманинова (2022, III премия), XVII Международного конкурса имени П. И. Чайковского (2023, III премия). Дипломант I Международного конкурса молодых пианистов Grand Piano Competition (2016).<<cit>>
Выступал на крупнейших сценах Москвы, Санкт-Петербурга, Астаны, Нарвы, Таллина. Участвовал в фестивале «Лики современного пианизма» (2016), Международном молодежном фестивале имени П. И. Чайковского (2018), Международном фестивале имени С. В. Рахманинова «Белая сирень» (2018) и других фестивалях в России и за рубежом. Сотрудничал с Госоркестром России имени Е. Ф. Светланова и Заслуженным коллективом России Академическим симфоническим оркестром Санкт-Петербургской филармонии.
Участник программ Санкт-Петербургского Дома музыки с 2016 года.