21 февраля 1918 года он дебютирует на сцене Театра имени В.Ф. Комиссаржевской в роли старика в спектакле «Лисистрата» Аристофана. Ильинский одновременно умудряется играть сразу в нескольких труппах.
В течение пятнадцати лет его творческая судьба будет тесно связана с режиссером-экспериментатором Всеволодом Мейерхольдом. После того как Ильинский сыграл роли Меньшевика-Соглашателя в «Мистерии-Буфф» (1921) В. Маяковского и Брюно в «Великодушном рогоносце» Ф. Кроммелинка (1922), критика назвала его «лучшим учеником Мейерхольда». Режиссер отмечал Ильинского за его актерскую серьезность, преданность театру.
Происходят перемены и в личной жизни артиста. Игорь познакомился с юной актрисой мейерхольдовского театра Татьяной Бирюковой. Вскоре они соединили свои судьбы.
В трагикомической роли ревнивца Брюно Ильинский вызвал бурю восторга, негодования, споров, недоумений, хохота и ругани. Со смертельно бледным, застывшим как маска лицом и механически однообразными жестами, мучаясь от нестерпимой ревности, Ильинский — Брюно разражался патетическими монологами в комических местах, а горестные свои переживания выражал кульбитами, закатыванием глаз и даже рычанием и хрипом. Не заметить Ильинского было нельзя. Помимо театра Мейерхольда, Ильинский в Первой студии МХТ играл потешного слугу Грумио («Укрощение строптивой»), а в Театре имени В.Ф. Комиссаржевской — генерала Пралинского («Скверный анекдот»).
Яков Александрович Протазанов, собиравшийся ставить «Аэлиту» по роману А.Н. Толстого, предложил ему сыграть сыщика Кравцова. Ильинский был разочарован незначительностью роли, но Протазанов пообещал расширить ее. И роль действительно выросла. С усиками и круглыми удивленными глазами, потешно сосредоточенный и деловитый, сыщик, вопреки здравому смыслу, вмешивался не в свои дела и даже пробирался на Марс…
Многие кинорежиссеры обратили внимание на восходящую кинозвезду. Ильинский снялся в комедии «Папиросница от Моссельпрома» в роли Никодима Митюшина, странного оголтелого буяна с бороденкой, постоянно скачущего и падающего в своих модных брючках. Успех был полный. Кинодраматург В.К. Туркин пишет специально для Ильинского роль простого рабочего парня Петелькина. Комедия «Закройщик из Торжка» должна была рекламировать облигации займа. Но Туркин обратил ее против мещанства. И снова — успех!
Протазанов, любуясь Ильинским, ощущая его удивительную естественность в самых необычайных положениях, ставил его и в откровенно эксцентрические и в лирические ситуации. Ильинский сыграл мелкого воришку Тапиоку в комедии «Процесс о трех миллионах» по повести Г. Нотари «Три вора». Прекрасную компанию ему составили М. Климов и А Кторов. Фильм был восторженно принят публикой. Петелькина затмил Тапиока.
«Чем увлекала меня работа в немом кино? — писал Ильинский. — Главным образом свободой импровизации. Затем я ощутил, что „декорациями“ и „конструкциями“ в кино для меня как для актера служит весь окружающий меня реальный мир. Я могу играть на крыше вагона, на радиаторе движущейся машины, на скачущей лошади, плавать в море. В самом деле, какие богатства открываются перед актером по сравнению с театром. Мало того, силой техники я легко могу подать зрителю игру одного моего глаза, одной брови, что почти невозможно достигнуть в театре».
Тем временем творческие пути Ильинского и Мейерхольда расходятся. Причиной разрыва становится супруга режиссера Зинаида Райх, которая, возомнив себя примой, намеренно отодвигала его на второй план. Ильинский вместе с женой переходит в Ленинградский Академический театр драмы.
Кинематографическая судьба Ильинского складывается успешно. Протазанов не упустил возможности закрепить успех «Процесса о трех миллионах». Мелкий воришка Франц, сыгранный Ильинским в следующей комедии Протазанова, «Праздник святого Йоргена», был сродни Тапиоке. Оба — плуты, они лгут, ловчат, норовят что-то стащить. Тапиока стал самым популярным образом Ильинского.
Во второй половине 1920-х годов он снимается в комедиях у режиссеров Б. Барнета, С. Комарова, А. Дмитриева и Н. Шпиковского и всюду играет новые характеры, разных людей. Его роли — например, клерк Том Гопкинс в «Мисс Менд» или Поль Колли в «Кукле с миллионами» (1928) — близки Тапиоке. Гога Палкин в «Поцелуе Мэри Пикфорд» и Никешка в «Когда пробуждаются мертвые» (оба — 1927) близки к закройщику из Торжка. Тихий билетер Гога становится идолом киноманок, потому что его поцеловала Мэри Пикфорд. Бродягу Никешку принимают за призрак, вышедший из могилы. Ильинский играет изобретательно, легко и смешно. Трюки, которые он проделывает, спасаясь от поклонниц, достойны хорошего акробата. Все эти ленты имели большой успех у зрителей и критики. Ильинского называли русским Чарли Чаплином.
В 1927 году актер возвращается к Мейерхольду. Он был занят во всех этапных классических постановках великого режиссера, кроме «Ревизора». Ильинский был неподражаем в роли Аркашки в «Лесе» Островского, обрушивая на зрителей целый водопад комедийных приемов и трюков. Но в Фамусове за комикованием уже проглядывало что-то тяжелое, страшное. В роли Расплюева из «Свадьбы Кречинского» Ильинский органически сочетал эксцентрику с психологическим раскрытием образа опустившегося плута и карточного шулера.
Значительной творческой победой Ильинского стало исполнение им в театре Мейерхольда роли воинствующего обывателя Присыпкина в комедии Маяковского «Клоп» (1929). Всю свою ненависть, все презрение к хамству, мещанству, обывательской тупости вложил артист в образ этого «самородка из бывших домовладельцев».
Большая и плодотворная работа в театре отвлекала от кино. Незаметно промелькнуло участие в первой звуковой кинокомедии — «Механический предатель» (1931).
В 1935 году, окончательно рассорившись со вспыльчивым Мейерхольдом, Ильинский уходит из его театра. На этот раз навсегда. В течение нескольких месяцев ни один из столичных театров не захотел принять его в свой штат, поскольку режиссеры относили Ильинского к категории актеров-формалистов, не способных играть на одной сцене с представителями реалистической школы.
Ильинский с успехом выступал на эстраде. Он блистательно читал стихи и рассказы русских и советских писателей: Пушкина, Чехова, Гоголя, Крылова, Зощенко, Михалкова…
В 1936 году Ильинский поставил на «Украинфильме» картину «Однажды летом», где сыграл две роли, комсомольца Телескопа и авантюриста-фокусника Сен-Вербута. Увы, эта комедия с массой гэгов (сценарий написали И. Ильф и Е. Петров) успехом у публики не пользовалась.
Приглашение режиссера Г. Александрова на роль бюрократа Бывалова в комедии «Волга-Волга» (1938) оказалось как нельзя кстати. В этом образе возродились традиции, идущие от Гоголя, Сухово-Кобылина, Салтыкова-Щедрина. Успех был полный и общепризнанный. Киновед Глеб Скороходов восклицал: «Бывалов! Здесь великолепное мастерство актера засверкало, заискрилось, заблистало — любая превосходная степень подойдет так, как никогда прежде. Такого яркого вылепленного современного бюрократа наш экран еще не знал!» Сталин был настолько пленен игрой Ильинского, что смотрел фильм несколько раз и выучил наизусть все реплики его персонажа.
13 мая 1938 года в спектакле «Ревизор» Игорь Владимирович впервые вышел на подмостки прославленного Малого театра. Его дебют в роли Хлестакова стал событием, о нем писали многие газеты. Однако «старики» Малого театра отнеслись к его приходу настороженно и недоверчиво. Ильинскому пришлось освобождаться от некоторых формальных навыков, от увлечения внешними эффектами. При этом он сохранил свой жизнелюбивый юмор, богатейшую актерскую выразительность, отточенное мастерство. Выступив в ролях Хлестакова в «Ревизоре», Аркашки в «Лесе», Шмаги в «Без вины виноватых», Ильинский показал себя зрелым художником, что позволило ему найти общий язык с корифеями Малого театра.
Ильинского отличала высокая требовательность к себе. Играя роль десятки и сотни раз, он не прекращает углублять и совершенствовать ее. Еще Мейерхольд говорил, что на десятом спектакле Ильинский играет не хуже, чем на первом, а на сотом — лучше, чем на десятом. Ильинский любил возвращаться к ранее игранным ролям, чтобы уточнить трактовку, внести новые краски и мысли, продиктованные иным временем. Дважды и по-разному играл он Хлестакова и городничего в «Ревизоре», Расплюева в «Свадьбе Кречинского», трижды — Аркашку в «Лесе».