Илко Димитров Димитров е роден на 23 декември 1955 г. в София.
Завършил е право в СУ “Св. Климент Охридски”, а през 2003 г. – Националния университет по отбрана, Вашингтон. Има специализации по право и права на човека в САЩ, Франция и Холандия.
Бил е прокурор в Софийска районна прокуратура, съдия в Софийски районен съд, началник на Военна полиция – МО, адвокат. От август 2001 г. е началник на политическия кабинет на министъра на отбраната.
Илко Димитров владее английски, руски и френски езици.