İ.Babayev 1935-ci ildə Quba rayonunun Xanəgah kəndində anadan olub. Bakı Dövlət Universitetinin tarix fakültəsini fərqlənmə diplomu ilə bitirdikdən sonra, SSRİ Elmlər Akademiyası Arxeologiya İnstitutunun Leninqrad bölməsinin aspiranturasında oxuyub. 1965-ci ildə “Azərbaycanın antik və ilk orta əsrlər dövrü qliptika abidələri” mövzusunda namizədlik, 1983-cü ildə isə “Qafqaz Albaniyasının şəhərləri (e.ə. IV – b.e. III əsrlərində)” mövzusunda doktorluq dissertasiyası müdafiə edib.
1987-ci ildən Azərbaycan MEA Arxeologiya və Etnoqrafiya İnstitutunun antik arxeologiya şöbəsinin müdiri vəzifəsində çalışıb. 2007-ci ildə Azərbaycan MEA-nın müxbir üzvü seçilib.
İlyas Babayevin əsas tədqiqatları qədim Azərbaycan dövləti – Qafqaz Albaniyasının tarixinə və arxeoloji problemlərinə həsr olunub. Qəbələ və Şəmkirdə arxeoloji tədqiqat aparan Azərbaycan-Koreya və Azərbaycan-Almaniya beynəlxalq ekspedisiyalarının rəhbəri idi. 2009-cu ildən Azərbaycan Milli Ensiklopediyasının redaksiya şurasının, eləcə də Bakıda və Moskvada bir sıra elmi jurnal və nəşrlərin redaksiya şurası və redaksiya heyətlərinin üzvü idi. Türkiyə, Rusiya, Ukrayna, Yunanıstan, Macarıstan, Cənubi Koreya, İtaliya və digər ölkələrdə keçirilən beynəlxalq konqres, konfrans və simpoziumlarda çıxış edib.
Pedaqoji fəaliyyətlə məşğul olub və 36 il Azərbaycanın müxtəlif universitetlərində dərs deyib. 334 elmi əsərin, o cümlədən 15 monoqrafiya, dərslik və kitabın müəllifi, “Azərbaycan tarixi”, “Azərbaycan numizmatikası”, “Azərbaycan Sovet Ensiklopediyası” kimi fundamental əsərlərin həmmüəllifidir.
İlyas Babayev 2014-cü ildən “1905.az” portalının elmi-redaksiya şurasının rəhbəri idi.
Böyük alim və gözəl insan İlyas Atababa oğlu Babayevin işıqlı xatirəsi onu tanıyanların qəlbində daim yaşayacaqdır.