Ivan Bilibin nacque Tarchovka, un villaggio vicino a San Pietroburgo, nella famiglia di un medico militare. Studiò alla facoltà di legge dell'Università statale di San Pietroburgo. Nel 1898 studiò presso il pittore Anton Ažbe a Monaco, poi lavorò alcuni anni sotto la direzione di Il'ja Repin. Visse prevalentemente a San Pietroburgo e fu un membro attivo dell'associazione di artisti e letterati Mir iskusstva.
Nel 1899 Bilibin si recò in un villaggio del governatorato di Tver' ove, per il libro La favola dello zarevic Ivan, dell'uccello di fuoco e del lupo grigiocreò per la prima volta illustrazioni nel suo stile caratteristico. Tra il 1902 e il 1904 visitò i governatorati di Vologda, Olonec e Arcangelo, su incarico della sezione di etnografia del Museo russo.
Il talento di Bilibin rifulse nelle illustrazioni per favole e byliny russe, in particolare quelle di Aleksandr Puškin), e nelle scenografie teatrali e operistiche.
Durante la rivoluzione russa del 1905 realizzò caricature. Nel 1915 entrò nella Società per il rinascimento della Russia artistica assieme a molti altri artisti. Dopo la rivoluzione d'ottobre Bilibin lasciò la Russia: dal 1920 visse al Cairo, poi ad Alessandria d'Egitto; nel 1925 si trasferì a Parigi. In quel periodo creò brillanti decorazioni per le scene di opere russe, e fu invitato ad allestire il balletto di Igor' StravinskijL'uccello di fuoco a Buenos Aires, ed una serie di opere a Praga e Brno. Con gli anni si riconciliò col potere sovietico: nel 1936 ritornò in patria e si stabilì a Leningrado, per insegnare all'Accademia degli artisti e lavorare come illustratore e artista di teatro. Bilibin morì durante l'assedio di Leningrado, il 7 febbraio 1942.
Opere scelte
I mercanti in visita allo zar Saltan. Illustrazione del 1905 per La favola dello zar Saltan scritta da Aleksandr Puškin.