Родился в 1937 г. в г. Уфе. В 1959 г. окончил МГУ им. М.В. Ломоносова. В 1961 г. окончил аспирантуру МГУ с досрочной защитой кандидатской диссертации. Во время учебы и аспирантуры посещал занятия на кафедре акустики и инженерном отделении мехмата МГУ. В 1967 г. защитил докторскую диссертацию на тему «Биоакустика птиц». В 1971 г. был избран профессором МГУ им. М.В. Ломоносова. Заведуя лабораториями бионики и орнитологии, работал зам. декана по науке биофака МГУ. В 1973 г. приглашен на основную работу в АН СССР где работает до сих пор в качестве зав. лабораторией. Организовывал и руководил ВНТК «Птица», созданным Президиумом АН СССР и Минавиапромом СССР.

С 1975 г. возглавлял миграционную программу ГНТК СМ СССР. В настоящее время – организатор и руководитель «Урбоэкоцентра» ИПЭЭ РАН и РУДН.

Действительный член четырех российских и международных академий, в двух из них – вице-президент. Почетный член Американского орнитологического союза и Немецкого орнитологического общества. Председатель научного совета АН СССР (РАН) по биоповреждениям. Профессиональный фотограф и журналист, действительный член Российского и Международного союза журналистов, член Союза литераторов РФ. Создатель экографии как синтетической дисциплины, объединяющей методологию экологии и фотографии. Имеет две персональные выставки «Добрый мир рядом» и «Экография Валерия Ильичёва».

Область научных интересов: развитие биоакустики и бионики птиц, разработка экологических основ и технических средств управления поведением птиц, защиты техники и сырья от биоповреждения птицами. Продуктивно работал в области региональной и прикладной орнитологии, изучения миграций, экографии и архивации природных объектов. Приоритетно продвинул и развил ряд направлений урбоэкологии.

Подготовил около 60 кандидатов и докторов наук.

Награды: лауреат премии Ленинского комсомола.

Автор более 550 статей, 30 монографий и учебников, патентов и авторских свидетельств.

Основные публикации: Общая орнитология. – М.: Высшая школа, 1982 (в

соавт.);

Биоакустическая стимуляция птиц. – М., 1984 (в соавт.); Экологические основы защиты от биоповреждений / Отв. ред. Ю.П. Нюкша. – М.: Наука, 1985;

Экология и управление поведением птиц. – М.: Знание, 1988 (в соавт.); Говорящие птицы. – М.: Знание, 1991 (всоавт.).