Илья Филиппович Михальчук родился 2 января 1957 года в Куйбышеве (Самара). В 1977 году окончил Рижское летно-техническое училище, в 1982-м — Магаданский филиал Всесоюзного юридического заочного института, в 2000 году — Российскую академию госслужбы. Начинал трудовой путь радиотехником, секретарем комсомольской организации Батагайского авиаотряда (Якутия). Затем работал в Верхоянском райкоме ВЛКСМ, Якутском обкоме комсомола, возглавлял издательство обкома КПСС и Совета министров Якутии. С 1991 года занимал пост гендиректора предприятия «Якутполиграфиздат» (затем «Сахаполиграфиздат»), с 1993 года одновременно был директором департамента по печати при правительстве Якутии.
В 1998 и 2002 годах избирался мэром Якутска, получив поддержку соответственно 54% и 62% избирателей. Входил в движение «Отечество», затем был секретарем республиканского политсовета «Единой России». В феврале 2006 года после ареста двух своих заместителей Илья Михальчук назвал заведенное на них дело «политическим заказом президента республики Вячеслава Штырова». После этого неоднократно выступал с обвинениями и критикой в адрес господина Штырова и считался главным оппонентом руководителя республики. В сентябре 2007 года, за полгода до окончания срока полномочий мэра, добровольно ушел в отставку. После этого перебрался в Москву и занял пост вице-президента фонда «Газпром-ипотека».
В марте 2008 года Владимир Путин внес его кандидатуру в архангельское облсобрание для наделения полномочиями губернатора области. На посту запомнился рядом скандалов. В сентябре 2010 года депутаты-коммунисты в архангельском парламенте подготовили обращение к президенту Медведеву с требованием о досрочной отставке губернатора, обвинив его в коррупционных скандалах и падении экономических показателей в регионе. Для урегулирования ситуации в область приезжали чиновники администрации президента и кураторы региона из «Единой России». В мае 2011 года в регионе прошел митинг с требованием отставки губернатора и снижения тарифов ЖКХ, в котором приняли участие около 1 тыс. человек. В октябре на совещании по проблемам ЖКХ губернатора подверг критике президент Дмитрий Медведев, заявивший: «Я вообще не понимаю, что там происходит. Где там губернатор? Есть он там или нет?». В ноябре 2011 года в очередном рейтинге политической выживаемости губернаторов Илья Михальчук был назван первым кандидатом на отставку.