В 1984 году Илья Израилевич окончил Таганрогский радиотехнический институт по специальности «Конструирование и производство электронно-вычислительной аппаратуры». В 1992 году защитил кандидатскую диссертацию по теме: «Многопроцессорные системы со структурно-процедурной организацией вычислений для решения задач математической физики». В 2004 году защитил докторскую диссертацию по теме: «Методы и программно-аппаратные средства параллельных структурно-процедурных вычислений».

Илья Израилевич был одним из создателей и с 2007 года является директором OOO «НИЦ супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров» — высокотехнологичного производственного предприятия, которое за 15 лет стало одним из ведущих разработчиков и производителей высокопроизводительных вычислительных комплексов с оригинальной архитектурой в России.

Также Илья Израилевич был  главным конструктором ряда проектов по созданию МВС высокой производительности, которые серийно производятся в настоящее время. На основе созданных под его руководством реконфигурируемых вычислительных блоков построена вычислительная система специального назначения с производительностью 1016 оп/сек.

Профессором Левиным разработаны оригинальные методы организации процессов управления в многопроцессорных и распределенных вычислительных и управляющих системах на основе расширений сетей Петри, а также теоретические основы построения высокоскоростных параллельно-конвейерных вычислений для решения задач различных проблемных областей.

Кроме того, Илья Израилевич внес значительный вклад в развитие теории реконфигурируемых многопроцессорных вычислительных и управляющих систем. Разработанные под руководством профессора Левина методы и аппаратно-программные средства позволили создать вычислительные и управляющие комплексы специального назначения сверхвысокой производительности в ограниченном объеме.

Научные результаты, полученные Ильей Израилевичем, использованы в более 60 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных в НИИ МВС ЮФУ, Южном научном центре РАН и НИЦ Супер-эвм и Нейрокомпьютеров под его научным руководством или при его непосредственном участии. В рамках данных работ был разработан и создан ряд специальных сверхвысокопроизводительных вычислительных комплексов для решения задач криптологии, цифровой обработки сигналов, мониторинга систем связи, поддержки принятия решений. Результаты НИОКР, выполненные под руководством профессора Левина, неоднократно представлялись на крупнейших зарубежных и Российских выставках, таких как SIMO TCI (Испания), СeBIT и Наnnover Messe (Германия), на Санкт-Петербургском международном экономическом форуме, Московском международном салоне инноваций и инвестиций.

Илья Израилевич автор более 313 научных работ, из них семь монографий и восемь патентов на изобретения, им подготовлены один доктор и девять кандидатов наук.

Профессор Илья Израилевич Левин обладатель Государственной стипендии для молодых талантливых ученых России, лауреат премии Правительства Российской Федерации 2008 года в области науки и техники за работу «Создание и внедрение отечественных высокопроизводительных вычислительных систем с реконфигурируемой архитектурой», лауреат премии РАН имени А.А. Расплетина за цикл работ «Теоретические и практические основы создания реконфигурируемых мультиконвейерных вычислительных структур для цифровой обработки сигналов и изображений в радиотехнических системах автоматизированного управления». Также Илья Израилевич удостоен звания «Руководитель года» Межрегиональной организацией предпринимателей. За создание высокопроизводительных реконфигурируемых систем профессор Левин награжден медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени.