Ilya Yefimovich Repin nació en 1844 en la pequeña aldea de Chuhuiv, Ucrania, entonces parte del Imperio ruso. Repin se identificaba predominantemente como un muzhik, o campesino, un hombre de origen humilde. Pero su origen empobrecido no ahogó su potencial. Al contrario, le proporcionó una experiencia de primera mano de las realidades de la vida del ruso común, infundiendo a su obra una claridad de visión que pocos podían igualar, en un momento en que aumentaba la demanda tanto en Rusia como en Occidente, en línea con el ascenso del Realismo, de auténticos relatos visuales de la experiencia vivida.
La juventud de Repin transcurrió en una ciudad de provincias, alejada de los centros culturales del Imperio, lo que ofrecía pocas oportunidades de educación o formación formal. El padre de Repin era un colono militar, parte de una subcategoría de campesinos estatales que ocupaban una posición baja en la jerarquía social en que estaba dividida la población por ley. En aquella época, la pertenencia a dicha clase era hereditaria. Por tanto, al nacer, Ilya fue inscrito automáticamente en la lista de colonos militares y, por lo que respecta al Estado, su vida transcurriría dentro de esos parámetros legales y sociales.
Mientras el padre de Repin servía en el ejército lejos de casa, la familia vivía en la pobreza, y su madre tenía que trabajar en el campo o en la construcción de carreteras para cumplir la cuota de mano de obra asignada a cada hogar de colonos militares. Como resultado, Ilya creció en gran parte en compañía de mujeres. Sin embargo, tuvo dos hermanos, uno de los cuales murió a los diez años, y una hermana mayor.
Ilya demostró aptitud y pasión por el arte desde una edad temprana. A los once años recibió su primera instrucción formal en arte, en la Escuela de Topografía Militar. Es poco probable que recibiera clases formales de dibujo, pero aun así perfeccionó sus habilidades en el dibujo y el coloreado. Cuando se disolvió la escuela, pasó a estudiar con un pintor de iconos local, Ivan Bunakov. Repin fue aprendiz durante aproximadamente un año, pero pronto adquirió la confianza y reputación necesarias para establecerse como maestro independiente en 1859. Trabajó como pintor de iconos durante los dos años siguientes.
Aunque obtuvo un éxito inmediato en este campo, la ambición de Repin le llevó a la Academia Imperial de Arte de San Petersburgo. Para tener alguna esperanza de éxito como pintor profesional, era absolutamente necesario adquirir credenciales en la Academia. Para Repin, estudiar también ofrecía la única oportunidad de liberarse del estatus legal vinculante que había heredado de su padre. Como preparación para la Academia, comenzó a dibujar y pintar las escenas de la vida cotidiana que le rodeaban.
Llegó a San Petersburgo en 1863 y progresó gradualmente en la Academia, conociendo por el camino a figuras influyentes como Mark Antokolsky, que se convirtió en el escultor más conocido de la escuela rusa, el retratista Ivan Kramskoi y el crítico Vladimir Stasov. Stasov, en particular, acogió inmediatamente a Repin bajo su protección y le orientó hacia sus propias posturas críticas subversivas. Stasov se opuso al neoclasicismo de la Academia en favor del floreciente espíritu del Realismo, que, para Stasov, debía ser cívico y nacionalista a la vez.
En 1872, Ilya se casó con Vera Shevtosva, hija de su casero. La pareja tuvo su primer hijo, una niña llamada Vera, ese mismo año. Poco después viajaron a Italia y París. Repin se sintió muy atraído por la escena artística francesa y absorbió aspectos del enfoque de los impresionistas, como la representación de la luz, el uso del color y su preferencia por la pintura al aire libre. Sin embargo, sus experiencias en París no le alejaron de la necesidad de desarrollar un realismo específicamente ruso, y su estilo se mantendría más cercano al de los maestros antiguos, como Rembrandt, a lo largo de toda su carrera. La segunda hija de Ilya y Vera, Nadia, nació en 1874. Repin vivió y trabajó en París dos años más, y regresó a Rusia en julio de 1876.
Fue también en 1874 cuando Repin obtuvo el estatus completo de académico, a la edad de 22 años. Fue también en esa época cuando 14 jóvenes artistas abandonaron la Academia para formar la Sociedad de Peredvizhniki, o Vagabundos, a la que Repin se unió en 1878. Este grupo de artistas de talento excepcional y librepensadores se rebelaron contra la formación formal que habían recibido, insistiendo en que el arte debía reflejar la vida real.
En 1877 nació el hijo de Repin, Yuri. Su tercera hija, Tatyana, le siguió en 1880. En 1878 entabló amistad con León Tolstoi y el pintor Vasili Surikov. A través de estas conexiones se unió a un círculo artístico que se reunía en una finca cerca de Moscú, a través del cual conoció a muchos de los principales pintores de la época, entre ellos Vasili Polenov, Valentin Serov y Mijail Vrubel. En 1882, Ilya y Vera se divorciaron, pero mantuvieron una relación amistosa.
En 1887 pintó dos retratos de Tolstoi e hizo los preparativos para su cuadro León Tolstoi arando. Tolstoi comentaría más tarde que Repin «retrata la vida del pueblo mucho mejor que cualquier otro artista ruso».
Evidentemente, Repin era un hombre de complejidades políticas, y continuó creando obras de duro comentario social, al tiempo que realizaba retratos de intelectuales rusos y obras de género histórico, que sugerían una visión más comprensiva del Estado y de la historia nacional. En 1891 se retiró de la Peredvizhniki y en 1894 comenzó a impartir clases en la Escuela Superior de Arte de la Academia de Bellas Artes, puesto que ocupó intermitentemente hasta 1907.
En 1900 conoció a la escritora Natalia Nordman, de la que quedó prendado de inmediato y a la que llamó «el amor de su vida». Se fueron a vivir a la casa de ella, Penaty (o «Los Penates», una referencia a los dioses romanos de la casa), en Kuokkala, Finlandia. Cada miércoles, la pareja invitaba a artistas notables de Rusia a visitar su casa, situada a sólo una hora en tren de San Petersburgo. La lista de visitantes incluía a los escritores Maxim Gorky y Leonid Andreev, los artistas Vasily Polenov e Isaak Brodsky, y el científico Vladimir Bekhterev. El estilo de vida de Repin en los Penates era poco convencional. Tras ser advertido de los beneficios para la salud de dormir al aire libre, él y su familia adoptaron esta práctica durante todo el año, incluso en invierno, bajo la lluvia y la nieve. No tenía sirvientes y los huéspedes solían arreglárselas solos cuando venían de visita, mientras se veían obligados a seguir su estricta dieta vegetariana y la de Nordman. Se dice que una pequeña estación de ferrocarril de la zona vendía sándwiches de carne a los hambrientos huéspedes que salían de la residencia de los Repin. No obstante, The Penates se convirtió en un importante lugar de encuentro artístico y literario durante los primeros años del siglo XX.
En 1901 Repin fue condecorado por el Estado francés con la Legión de Honor. Sin embargo, sus lealtades políticas seguían siendo complejas, y durante 1905 participó en numerosas protestas contra la represión zarista. Plasmó en sus cuadros sus impresiones sobre estos acontecimientos de gran carga emocional y política, y en 1908 denunció públicamente el uso de la pena capital en Rusia.
En 1914 Natalia Nordman murió en Locarno (Suiza). Repin asistió allí a su funeral, y después viajó a Italia antes de regresar a casa, a los Penates.
Repin acogió con satisfacción la Revolución Rusa de 1917. Residiendo en los Penates al comienzo de la guerra, permaneció en Finlandia el resto de su vida, en lo que llegó a ser una condición de exiliado forzoso, después de que el país declarara la independencia a finales de año, cerrándose la frontera con Rusia en 1918. Siguió componiendo obras hasta la última y breve enfermedad que acabó con su vida aunque, siguiendo el consejo de los médicos, restringió su pintura a dos horas diarias. En las horas intermedias utilizaba las colillas de los cigarrillos para dibujar sobre cualquier superficie que encontrara, saciando así su sed de crear. Murió en 1930 y fue enterrado en los Penates.