Достоверных сведений о житии этого святого сохранилось до нашего времени крайне мало. Происходил он из простой крестьянской семьи. В детстве и юности страдал параличом, однако чудесным образом был исцелен. До пострига состоял в княжеской дружине и прославился воинскими подвигами и невиданной силой. Почивающие в Антониевых пещерах мощи преп. Илии показывают, что для своего времени он действительно обладал весьма внушительными размерами и был на голову выше человека среднего роста.
Он является главным действующим лицом не только наших былин, но и германских эпических поэм XIII в., основанных на более ранних сказаниях. В них он представлен могучим витязем, княжеского рода Ильей Русским. Мощи преподобного не менее ярко свидетельствуют о яркой воинской биографии - кроме глубокой округлой раны на левой руке видно такое же значительное повреждение в левой области груди. Создается впечатление, что герой прикрыл грудь рукой, и ударом копья она была пригвождена к сердцу. После вполне успешной воинской карьеры и, видимо, вследствие тяжелого ранения, Илия принимает решение окончить свои дни иноком и постригается в Феодосиев монастырь, ныне Киево-Печерскую лавру. Следует отметить, что это вполне традиционный шаг для православного воина - сменить меч железный на меч духовный и проводить дни в сражении не за земные блага, а за небесные. Прп. Илия - не первый и не последний воин, поступивший так. Из наших соотечественников можно в этой связи вспомнить великого полководца преп. Александра Невского, а также профессиональных воинов Пересвета и Ослябю, проходивших послушание под началом преп. Сергия Радонежского и геройски погибших на Куликовом поле.
Отсутствие в Киево-Печерском Патерике жития прп. Илии косвенно свидетельствует о том, что в иноческих подвигах святой воин успел провести не так много времени. Это дает основание предположить, что постриг Илии Муромца приходился на время игуменства преп. Поликарпа Киево-Печерского (1164-1182), и под началом этого же великого подвижника и происходило духовное возрастание нового воина Христова. Известно, что преп. Поликарп пользовался большим уважением со стороны великого князя Ростислава Мстиславовича. В Великий пост князь имел обыкновение каждое воскресенье приглашать к себе преподобного игумена с двенадцатью братиями Феодосиевой обители для душеполезных разговоров. Вполне возможно, что одним из участников этих бесед был и бывший славный ратник преп. Илия.
В XIX веке некоторые исследователи ставили под сомнение возможность отождествления преп. Илии Печерского с одноименным былинным богатырем. Однако несомненно, что для наших православных предков это было одно лицо. Например, паломник XVIII века (Леонтий) в своих записках говорит: "Видехом храброго воина Илию Муромца, в нетлении под покровом златым; ростом яко нынешние крупные люди; рука у него левая пробита копьем, язва вся знать; а правая изображена крестным знамением".
В советское время были предприняты большие усилия по дехристианизации образа преп. Илии Муромца с целью превращения его в "воплощение народного идеала героя-воина". Так, например, характерной чистке подвергся известный эпизод былины, когда к недвижимому Илье Муромцу приходят "калики перехожие", которые в итоге и исцеляют Илью. Кто они - во всех советских изданиях опущено. В дореволюционном же издании былины "калики" - это Христос с двумя апостолами.
В 1988 г. Межведомственная комиссия Минздрава УССР провела экспертизу мощей святого Ильи Муромца. Для получения объективных данных применялась самая современная методика и сверхточная японская аппаратура. Результаты исследований поразительны. Определен возраст - 40-55 лет, выявлены такие дефекты позвоночника, которые позволяют говорить о перенесении нашим героем в юности паралича конечностей (строго в соответствии с житием); установлено, что причиной смерти стала обширная рана в области сердца. К сожалению, датировка гибели была установлена очень приблизительно - XI-XII вв. Интересен тот факт, что преп. Илия почивает в молитвенном по