Лауреат Приза «Лучшая мужская роль» Всероссийского театрального фестиваля молодежных театров вузов МПС России (2000, за роль в спектакле «Любовь дона Перлимплина»).
Илья Митрофанов родился в городе Рубцовске Алтайского края. Первые актерские навыки он получил в 1996 году, работая в «Молодежном театре на Гражданке» под руководством прекрасного режиссера И.Б. Суржи. В постановке «Плут и бездельник по имени Труфальдино» (по пьесе Карло Гольдони) начинающий актер сыграл свою первую роль - слугу в гостинице и в доме Панталоне. В 1997 году в этом же театре Илья участвовал в постановке И.Б. Суржи по пьесе Б. Шоу «Пигмалион», сыграв молодого человека не одарённого богатым умом (цитата из программки) мистера Фредди Эйнсфорд-Хилла.
В 1998 году. Илья окончил гимназию № 8 в городе Рубцовске и отправился в Новосибирск, где поступил в Сибирский Государственный университет путей сообщения. Творческая натура Ильи и здесь нашла свой выход, - в 1999 году он стал одним из основателей легендарной Сибирской команды КВН «Добрый вечер», команды, которая оставила свой след в истории КВНовских игр Сибирской лиги. До 2002 года Илья являлся ее постоянным основным участником.
Параллельно, с 1998 по 2000 год Илья Митрофанов играл в Театре миниатюр «Факториал». С гастролями этого театра он объездил всю Западную Сибирь, Урал и Красноярский край.
В 2000 году Илья Митрофанов стал одним из ведущих актеров нового театра «Сфера» под руководствам прекрасных педагогов и режиссёров Наумовой Галины Владимировны и Замревой Нины Петровны. Работая в этом театре, он в 2000 году сыграл заглавную роль дона Перлимплина в постановке Г.В. Наумова и Н.П. Замревой по пьесе Федерико Гарсия Лорка «Любовь дона Перлимплина». Спектакль взял в 2000 году Гранд–При Всероссийского театрального фестиваля молодежных театров вузов МПС России, проводимого в Москве. Сам же Илья удостоился на этом фестивале приза «Лучшая мужская роль». В 2001 году актер сыграл роль Старшего сына Бусыгина в спектакле «Старший сын»
(по А. Вампилову).
Университет Илья Митрофанов так и не окончил, - летом 2002 году он поступил в РАТИ (бывший ГИТИС) на режиссерский факультет в мастерскую проф. Голомазова С.А. по специальности «актер театра и кино».
За время обучения в ГИТИСе с 2002-2006 год Илья Митрофанов сыграл немало ролей на сцене. В 2004 году он принимал участие в спектакле «Моцарт и Сальери», поставленного режиссером Сергеем Посельским на сцене учебного театра ГИТИС. Летом 2005 года Илья сыграл роли Афанасия Матвеевича и Терентия в дипломном спектакле курса «Сон» (по мотивам произведения Ф.М.Достоевского «Дядюшкин сон», режиссер И.Г.Войтулевич). А в 2006 году молодой актер сыграл Клеанта в спектакле по пьесе Ж.Б. Мольера «Тартюф» (режиссёр Посельский).
Одновременно, в годы учебы Илья Митрофанов работал в качестве профессионального ведущего-конферансье на разных Московских и Европейских площадках и залах.
С 2006 года (после окончания РАТИ) Илья Митрофанов работает в театре им. Вл. Маяковского на контрактной основе.
С этого же времени актер регулярно снимается в кино. Его первыми ролями были: боцман Левин в фильме Александра Аравина «Завтрашние заботы», матрос Семен Дрозд в сериале «Автономка», Коркин в боевике «Охота на гения».
В 2008 году Илья Митрофанов принял участие в популярном сериале «Солдаты Дембельский альбом», снявшись в роли сержанта Сидорова, а также сыграл Фила в сериале «УГРО-2. Простые парни».
Одна из последних работ актера – роль Пети в сериале «Любовь на колесах» режиссера Рано Кумбаева.
2006 Автономка - сериал
2006 Братья по-разному - сериал
2006 Завтрашние заботы
2006 Охота на гения
2007 Формула стихии
2007 Вся такая внезапная
2007 Атлантида
2008 Солдаты. Дембельский альбом - сериал
2008 УГРО. Простые парни – 2 - сериал
2009 Любовь на колесах - сериал