Андрей Николаевич Илларионов родился 16 сентября 1961 года в Ленинграде. В 1983 г. окончил экономический факультет Ленинградского (ныне – Санкт-Петербургского) государственного университета. В 1983-1984 гг. — ассистент кафедры международных экономических отношений ЛГУ; в 1984-1987 гг. — аспирант ЛГУ. В 1987 году защитил диссертацию на звание кандидата экономических наук. В 1987-1990 гг. — преподаватель кафедры международных экономических отношений ЛГУ; в 1990-1992 гг. — старший научный сотрудник, заведующий сектором лаборатории региональных экономических проблем Санкт-Петербургского университета экономики и финансов (ранее — Ленинградский финансово-экономического институт).
В 1991 г. стажировался в ИАСА, Лаксенбург, Австрия; в 1991-1992 гг. – в Бирмингемском университете, Великобритания; в 1997 г. – в Джорджтаунском университете, США.
В апреле 1992 года директор Рабочего центра экономических реформ при Правительстве РФ (РЦЭР) Сергей Васильев пригласил Илларионова года на пост первого заместителя руководителя центра (Илларионов оставался на этой должности до апреля 1993 года). Вместе с С.Васильевым участвовал в разработке программ российского правительства, утвержденных летом 1992 г. и летом 1993 г.
26 апреля 1993 г., на следующий день после общероссийского референдума о доверии Б.Ельцину, Виктор Черномырдин пригласил Андрея Илларионова на пост руководителя Группы анализа и планирования при председателе правительства.
Вместе с министром финансов Борисом Федоровым Андрей Илларионов резко осудил конфискационную денежную реформу, проведенную Виктором Геращенко 26 июля 1993 г.
7 февраля 1994 года Илларионов подал в отставку, обвинив премьер-министра в "экономическом перевороте". В ответ на это 9 февраля 1994 года был "уволен за нарушение трудовой дисциплины".
С июля 1994 года – директор Института экономического анализа. 10 июля 1997 года включен в состав Комиссии правительства РФ по экономической реформе. В июле 1998 года вместе с Галиной Старовойтовой стал одним из соучредителей общественно-политического объединения "Северная столица". Весной и летом 1998 г. неоднократно предупреждал о неизбежности девльвации рубля в результате приближавшегося валютного кризиса.
В апреле 2000 года назначен экономическим советником Президента России, в марте 2004 года после реорганизации Администрации Президента РФ был вновь утвержден на эту должность. На посту советника выдвинул программу ускоренного экономического роста «Как удвоить ВВП», часть которой была осуществлена. В период с сентября 1998 г. по июль 2008 г. размеры российской экономики увеличились вдвое.
С мая 2000 г. являлся «шерпой» – представителем Президента России по делам группы ведущих индустриально развитых государств и связям с представителями лидеров стран, входящих в "Группу семи", а также председателем Межведомственной комиссии по участию России в этом элитном международном клубе. В 2002 г. добился преобразования «Группы семи» в «Группу восьми» и включения России в ее состав.
В 2002 г. был назначен членом Национального банковского совета по квоте Администрации Президента России.
В знак протеста против штурма школы в Беслане, в результате которого погибло 333 человека, включая детей, их родителей и учителей, в сентябре 1994 г. подал в отставку с поста «шерпы». В январе 2005 г. его прошение было удовлетворено.
Высказывания Илларионова на посту советника президента нередко привлекали внимание общественности тем, что были диаметрально противоположны официальной позиции Кремля.
27 декабря 2005 года, на следующий день после обсуждения на совещании у президента России вопроса о похищении 12 млрд. дол. из государственных активов, подал в отставку с поста советника президента РФ по экономическим вопросам. Заявил, что в России за шесть лет президентства Владимира Путина произошла смена политического режима, который стал полностью несвободным: «С таким государством я контракт не подписывал, и с таким государством я работать не буду».
С 2006 года Андрей Илларионов – президент Института экономического анализа. В том же году был приглашен на пост старшего научного сотрудника Института Катона, Вашингтон, США.
Илларионов стал одним сооснователей общественно-политических организаций «Другая Россия» и «Национальная Ассамблея». Участвовал в «Маршах несогласных». В 2012 г. был избран в состав Координационного совета оппозиции. Постоянный участник конференций Форума свободной России. В 2018 г. был избран членом постоянного комитета ФСР.
