Родился Илья Захаров в 1991 году в г. Ленинграде. С 7-летнего возраста начал обучение в «Спортивной специализированной школе олимпийского резерва» г. Саратова. В 2004 году получил звание «Мастер спорта», а в 2006 году стал победителем на всероссийских соревнованиях по прыжкам в воду среди учащихся. Сейчас является студентом Государственного университета физической культуры.

Профессиональную карьеру начал в 2007 году на Международном турнире в немецком городе Ахене. Здесь он в индивидуальных выступлениях занял первое место, а в прыжках с трехметрового трамплина – третье. Выступая в паре с Е.Кузнецовым, они вместе завоевали серебро. В этом же году Илья получил серебро в прыжках с вышки (5 м) на Кубке Федерации в г. Электросталь.

В 2008 году Илья Захаров стал победителем в прыжках с 10-метровой вышки на Кубке России. В этом же году в парных прыжках с Игорем Корякиным получили серебряные медали Чемпионата России и заняли второе место в Минске на Первенстве Европы среди юниоров. Индивидуальные выступления в Минске принесли Захарову две золотые медали.

В 2009 году на Первенстве юниоров в России завоевал 4 золотых и 1 серебряную медаль. В августе он выступил в Будапеште на Первенстве Европы вместе с российской сборной. Здесь Илья стал трехкратным победителем и завоевал для своей сборной две серебряные медали, выступая в парных и индивидуальных прыжках. Особым достижением года стала выигранная серебряная медаль на Первенстве Европы среди взрослых.

В 2010 году Захаров в прыжках с Минибаевым выиграл бронзу на этапе Гран-при (Росток), а на Кубке Мира в Чанчжоу (Китай) им удалось занять второе место. В этом же году Чемпионат России принес Илье три медали: бронза – в индивидуальных прыжках, серебро – парные прыжки с Г. Гальпериным и золото – в прыжках с Виктором Минибаевым. Результаты этого Чемпионата дали возможность Илье Захарову войти в состав сборной, которая отправлялась на Чемпионат Европы. Впоследствии, во время выступлений на этом Чемпионате в Будапеште, он стал трехкратным серебряным призером.

В марте 2011 года на Чемпионате Европы в Турине Илья Захаров выиграл золотую и серебряную медали, а в парных прыжках с Кузнецовым они вместе выиграли золото. Выступая в июле 2011 года на Чемпионате мира в Шанхае (Китай), Захаров с Кузнецовым завоевали серебро в прыжках в воду с 3-метрового трамплина.

На данный момент Илья Захаров вместе со сборной России готовится к Олимпийским играм, которые пройдут в 2012 году в Лондоне.

Евгений Кузнецов и Илья Захаров выиграли серебрянные медали в прыжках с 3-метрового трамплина на чемпионате мира в Шанхае, 19.07.2011