Родился в 1930 году в Одессе в еврейской семье. В школе учился в Москве. В последнем классе школы стал участником подпольного политического кружка, члены которого занимались и духовно-религиозными поисками. Женился на Марии Житомирской. Будучи студентом мехмата МГУ, он был арестован и находился в заключении до 1954 года, позже был реабилитирован. По окончании мехмата работал в академических институтах как специалист в области математической логики и языка программирования. По образованию программист. В 1963 году Илья принял крещение в Православной Церкви. Служил псаломщиком в подмосковном храме у о. Николая Ведерникова. С 1970 года Илья Шмаин тайно вел богословский семинар на дому. Принимал участие во встречах с приезжавшим в Москву митрополитом Антонием (Сурожским) и распространял его проповеди. В 1975 году, после безуспешных попыток принять священство, эмигрировал с семьей в Израиль. В 1980 году в Париже он был рукоположен в священный сан архиепископом Георгием (Тарасовым) и стал священником Западно-Европейской Русской архиепископии в юрисдикции Вселенского Патриархата. Живя в Израиле, стал первым и единственным в истории этой страны православным женатым священником - членом Святогробского братства: в ночь на воскресенье он служил литургию на Гробе Господнем. В будни, тоже по ночам, тайно служил в одной из православных церквей старого Иерусалима для небольшой общины евреев-христиан - выходцев из России, а днем продолжал научную работу в качестве программиста. В 1983 году семья переехала во Францию, где о. Илья сначала служил в храме Всемилостивого Спаса в Аньере под Парижем, а затем, с 1990 по 1997 год - в Успенском храме на русском кладбище Сент-Женевьев-де-Буа. В 1993 г. вернулся в Россию и в 1997 г. было получено официальное согласие Западно-Европейской архиепископии на переход о. Ильи в юрисдикцию Московского Патриархата. С 1997 г. служил в Москве в храме свв. Петра и Павла у Яузских ворот. В 2001 году тяжело заболел, но продолжал служить до последних дней. Скончался 13 января 2005 г. после тяжелой болезни. Похоронен на кладбище при музее-усадьбе "Поленово", близ г. Таруса.