Родился Иван Билибин 4 (16) августа 1876 года в семье военного врача в селе Тарховка (сейчас это Курортный район Петербурга). В 1900 году он закончил полный курс юридического факультета Петербургского университета и одновременно стал членом объединения художников «Мир искусства». Живописи Иван Билибин учился в школе Антона Ажбе в Мюнхене (среди учеников Ажбе — Василий Кандинский, Кузьма Петров-Водкин), художественное образование получил в школе Общества поощрения художеств, где работал под руководством Ильи Репина в школе-мастерской княгини Марии Тенишевой.
Позже Билибин писал об обучении у Репина: «Я помню такой случай со мной в академической мастерской Репина. Я сугубо трудился с углем в руках над каким-то очередным Антоном, и что-то с этим Антоном не клеилось: не стоял он как-то, валился; вообще что-то там было сильно наврано. Проходит Репин… Даже не остановился, а так, на ходу, ткнул куда-то в мой рисунок большим пальцем, мазнул по углю средним, потом огрызком угля сделал два или три резких удара, и мой Антон был спасен. Во всяком случае, это было сделано мгновенно и молча. И это был Репин!».
Товарищ Билибина по мастерской, Владимир Левитский, вспоминал: «Наши ученические годы в Тенишевке проходили как-то удивительно лучезарно… Было у нас все, мы были богаче миллиардеров — музыка, живопись, пение, танцы, литература, и всё — свое. Какие-то неистощимые Крезы молодости! До всего нам было дело, шли бесконечные споры о новой поэзии… но, конечно, главное место в разговорах занимала живопись».
В течение 1899—1902 годов Билибин завоевал известность благодаря иллюстрациям к детским книгам сказок. Уже первая из них, «Сказка об Иван-царевиче, Жар-птице и Сером волке», стала событием в мире графики, в частности, в оформлении книг. Особый стиль книжного дизайна, продолжающий традиции древнерусского орнамента, в технике подробного узорчатого контурного рисунка тушью, расцвеченного акварелью, позже назовут билибинским, сам же Иван Ефимович называл его облагороженным лубком.
В этот период также вышли иллюстрированные Билибиным «Василиса Прекрасная», «Перышко Финиста Ясна Сокола», «Царевна-Лягушка», «Марья Моревна», «Сестрица Алёнушка и братец Иванушка» и «Белая уточка». С 1902 по 1907 год Билибин создает графические серии по русским былинам: «Вольга и Микула», «Добрыня Никитич», «Илья Муромец», иллюстрации к пушкинским «Сказке о царе Салтане» и «Сказке о Золотом петушке». Формированию билибинского стиля способствует поездка по заданию этнографического отдела Музея Александра III (ныне — Русский музей) в 1902—1904 годах по Вологодской, Архангельской, Олонецкой и Тверской губерниям, где художник собирал произведения народного творчества. Об интересе к древнерусскому искусству сам Билибин писал так: «Только совершенно недавно, точно Америку, открыли старую художественную Русь, вандальски искалеченную, покрытую пылью и плесенью. Но и под пылью она была прекрасна, так прекрасна, что вполне понятен первый минутный порыв открывших ее: вернуть! вернуть!».
Иван Билибин переносит свой стиль из иллюстраций к сказкам в журнальную и промышленную графику: он сотрудничает со многими издательствами и журналами, для которых исполняет плакаты, афиши, открытки, календари, эскизы почтовых марок (в частности, серию к 300-летию дома Романовых). В годы первой русской революции Билибин в своем же стиле рисует политические карикатуры. С осени 1907 года Иван Билибин по предложению директора Школы Императорского общества поощрения художеств Николая Рериха становится преподавателем класса графики, а затем класса композиции, которые Билибин будет вести вплоть до 1917 года. Художник участвует почти во всех выставках «Мира искусства», а в 1914 году становится председателем комитета этого творческого союза. С 1904 года Иван Билибин начинает заниматься сценографией, он создает эскизы декораций и костюмов к спектаклям многих российских и европейских театров. Билибин становится признанным театральным художником. В 1908—1909 годах он участвует в оформлении оперы «Борис Годунов» Модеста Мусоргского и танцевальной сюиты «Пир» для антрепризы Сергея Дягилева в Париже.
Октябрьские события 1917 года заставили художника переехать из Петрограда в Крым, откуда позже он эмигрирует из России. Позже он напишет: «С волною беженцев отплываю на пароходе в неизвестном направлении». Какое-то время Билибин живет в Каире, затем в Александрии, а в 1925 году переезжает в Париж. Работает для русских издательств в Берлине, для французских издательств иллюстрирует сборники русских, французских и немецких сказок. Занимается оформлением обложек, титульных листов, адресов, афиш, торговых марок. Продолжает успешно заниматься сценографией. Так, в 1927—1931 годах Билибин работает над эскизами костюмов и декораций для спектаклей русских оперных сезонов в Театре Елисейских полей: «Сказка о царе Салтане» и «Царская невеста» Н.А. Римского-Корсакова, «Князь Игорь» А.П. Бородина, «Борис Годунов» М.П. Мусоргского. В Праге и Амстердаме проходят персональные выставки Ивана Билибина. Он же является одним из инициаторов проведения последней выставки «Мира искусства» в 1927 году в Париже, в 1920—1930-х годах участвует в многочисленных выставках русского искусства в Европе. На родину Иван Билибин возвращается в 1936 году. Он преподает во Всероссийской Академии художеств, становится доктором искусствоведения, продолжает работать как иллюстратор («Петр I» А.Н. Толстого, «Песня про купца Калашникова» М.Ю. Лермонтова) и театральный художник («Сказка о царе Салтане», «Полководец Суворов»).
