Илья Лыков окончил Российскую академию театрального искусства (ГИТИС) в 2008 году (курс Михаила Мокеева) и был принят в труппу Московского театра «Современник». Играет в спектаклях «Вишневый сад» по пьесе А. П. Чехова (Епиходов),  «Сережа» по рассказам А. П. Чехова (Штабс-капитан Полянский, Учитель Рыжицкий, Дмитрий Петрович Силин), «Пигмалион» по пьесе Бернарда Шоу (Пиккеринг), «Посторонний» по повести Альбера Камю (Мерсо), «Три сестры» по пьесе А. П. Чехова (Андрей Прозоров), «Скажите, люди, куда идет этот поезд…» по пьесе Анны Батуриной (Матвей Кравчук), «Уроки сердца» по пьесам Ирины Васьковской (Алексей). Принимает участие в музыкальном вечере «Шагает солнце по бульварам» и в спектакле «Свадьба» по произведениям М. Зощенко, Б. Брехта, И. Ильфа и Е. Петрова, А. П. Чехова, Л. Н. Толстого и М. Жванецкого.

​

В фильмографии артиста – картины «Алиби на двоих», «Однажды в Одессе», «Жизнь и приключения Мишки Япончика», «Красавчик», «Сережа» (фильм-спектакль), «Посторонний» (фильм-спектакль). Играл также в спектакле театра «Практика» «Стихи о любви», основанном на поэзии Веры Полозковой.