Согуш учурунда мектепте окуп жүргөндө Ильгиз почточу болуп иштеген. 15 жашында «Жийде» колхозунун жалпы жыйынынын сунушу менен «1941-1945-жылдардагы Улуу Ата Мекендик согуш учурундагы каарман эмгеги үчүн» медалы менен сыйланган.

1954-жылы Москвадагы Орджоникидзе атындагы Геология чалгындоо институтунун техникалык чалгындоо факультетин бүтүргөн. 1954–1957-жылдары Кыргыз ССРинин Геология башкармалыгында жана Каменская экспедициясында улук бургулоочу устат, прораб, коопсуздук техникасы боюнча инженер, кар көчкүлөрүнө каршы көзөмөлдөө кызматынын башчысы болуп иштеген.

1957–1960-жылдары СССР Илимдер академиясынын Тоо-кен иштери институтунун аспирантурасында окуган. 1960-жылы Тоо тектеринин физикасы жана механикасы институтунда иштеп, кенже илимий кызматкер, лаборатория башчысы, директордун орун басары жана директор болгон. Кыргызстандын Илимдер академиясынын физика-техникалык, математикалык жана тоо-геологиялык илимдер бөлүмүнүн академик-катчысы болуп шайланган.

Анын илимий ишмердүүлүгүнүн негизги багыты – тоо тек массивдеринин геомеханикасы. Ал 1960-жылдардын экинчи жарымында кен байлыктарын иштетүү жана тоо массивдеринде гидротехникалык курулуштарды куруу учурундагы катуу тектердин механикасын изилдөөгө өзгөчө көңүл бурган. Айтматов геомеханиканын өзүнчө бир багыты – бүктөлгөн тоо кыркалардын, сейсмикалык жана тектоникалык жактан активдүү аймактардын тоо тектеринин массивдеринин геомеханикасын негиздеп, иштеп чыккан жана бул ишти жетектеген.

Ильгиз Айтматов бул багытта бир катар маанилүү илимий жыйынтыктарга жетишип, 218ден ашуун илимий эмгек, анын ичинде 7 монография жарыялаган. 15 патент алган. Өзүнүн шакирти, техника илимдеринин доктору Тажибаев К. Т. менен бирге тоо тектериндеги калдыктын чыңалуусун секирик түрүндө бошотуу кубулушун сүрөттөгөн. 1998-жылы бул ачылыш Эл аралык илимий ачылыштар ассоциациясы жана Россиянын Жаратылыш илимдер академиясы тарабынан таанылган.

Бул негизде Айтматов тоо-кендеги урап түшүүлөрдүн жана техногендик процесстердин (рудниктер, шахталар, суу сактагычтар ж. б.) таасиринен улам пайда болгон жасалма жер титирөөлөрдүн очокторун баалоо жана алдын ала айтуу маселелери боюнча иликтөөлөрдү уюштурган.

Физика жана тоо тектеринин механикасы институтунун директору болуп турганда, Айтматов Кыргызстандын пайдалуу кен байлыктарын илимий негизде иштетүү жана минералдык ресурстарды рационалдуу пайдалануу жаатында маанилүү салым кошкон. Институттун изилдөө тематикасы өндүрүштүн муктаждыктары менен түздөн-түз байланыштуу болгон. Анын жетекчилиги астында Хайдаркан сымап комбинаты, Кадамжай сурьма комбинаты, Токтогул ГЭСи, Өзбекстандагы Алмалык тоо-металлургия комбинаты, Казакстандагы Балхаш жез комбинаты жана Текелий полиметалл комбинаты сыяктуу ири инфраструктуралык объектилер изилденген.

Айтматов Кыргыз ССРинин Жогорку Советинин XII (акыркы) чакырылышынын депутаты, Кыргызстандын Президенттик кеңешинин мүчөсү (1990–1991) болгон.

Советтик жана кыргызстандык илимпоз, техника илимдеринин доктору (1985), профессор (1991), Кыргыз Республикасынын Улуттук илимдер академиясынын академиги (1989). Эл аралык инженердик академиянын жана башка бир катар илимий академиялардын мүчөсү. СССРдин (1989) жана Кыргыз ССРинин илим жана техника тармагындагы мамлекеттик сыйлыктарынын лауреаты.

1990–1993-жылдары Кыргыз Республикасынын Улуттук илимдер академиясынын президенти жана Тоо тектеринин физикасы жана механикасы институтунун директору болгон. 2005-жылдан тартып бул институттун дирекциясынын кеңешчиси болуп иштеген.

Бишкек шаарынын ардактуу атуулу. Кыргыз Республикасынын илимине эмгек сиңирген ишмер (1991). Эл аралык биографиялык борбор тарабынан Айтматов XX кылымдын көрүнүктүү инсандарынын катарына киргизилген.

2003-жылы III даражадагы «Манас» ордени менен сыйланган.

2024-жылдын 27-августунда 94 жаш курагында дүйнөдөн өткөн.