Илья Гайсин родился в 1983 году в Москве. Окончил ЦМШ при Московской консерватории, затем Московскую консерваторию (класс скрипки профессора Сергея Кравченко, класс оперно-симфонического дирижирования профессора, Народного артиста России, Валерия Полянского).
Как скрипач участвовал в мастер-классах И. Менухина, В. Спивакова, З. Брона, В. Данченко. Как дирижер брал мастер-классы у Г. Рождественского, В. Чейпека, А. Левина, Г. Майера, Й. Панулы, К. Кисслера, Э. Класа, М. Горенштейна, М. Аннамамедова.
Илья Гайсин - лауреат многих международных конкурсов, среди которых IV Международный конкурс исполнителей на струнных инструментах (Тольятти, 1998, первая премия), Международный конкурс скрипачей в Новосибирске (2006, первая премия и специальный приз), им. Андреа Постаккини в Италии (2005, Приз Общества Данте Алигьери), Первого Международного конкурса скрипачей им. Давида Ойстраха в Одессе (2006), конкурса струнных квартетов Night & sun в Финляндии (2009, вторая премия), Premio Rudolfo Lipizer в Италии (2009, премия и два специальных приза), конкурса камерных ансамблей и струнных квартетов им. Н. Рубинштейна (2010, вторая премия).
Стипендиат благотворительных фондов: «Новые имена» и «Новые имена планеты», Владимира Спивакова, Антонио Страдивари, «Русское исполнительское искусство», «Классическое наследие», «Мастер-класс». Лауреат премии имени Геннадия Рождественского.
Илья Гайсин гастролирует с 9 лет. Выступал более чем в 60 городах бывшего СССР и за рубежом: в Германии, Австрии, Швейцарии, Италии, Нидерландах, Бельгии, Финляндии, Франции, Венгрии, Швеции, Великобритании, Хорватии, Эстонии, Литве, США, Японии, Индии, Тунисе, Бразилии. Участник многих международных фестивалей: Людвигсбургского фестиваля, Usedomer Musikfest, Roma-Evropa, «Владимир Крайнев приглашает», ArsLonga, «Возвращение», «Московская осень», «Дни Моцарта в Москве», Orlando Festival и других.
Неоднократно выступал в качестве скрипача и дирижёра в залах Московской консерватории, Концертном зале им. П.И. Чайковского, Московском международном Доме музыки, ГЦКЗ «Россия», AOI-Hall (Япония) и других. С 2006 по 2010 год – солист «Москонцерта». В 2007-2009 годах принимал участие в Shostakovich-project (Голландия, Германия, Бельгия, Швейцария). В 2005 году организовал Камерный Оркестр DSCH, который с успехом выступает в залах Московской консерватории, Дома музыки, на фестивалях в Москве и других городах. С 2006 по 2008 год – постоянный дирижёр Симфонического оркестра и Камерного оркестра «Амадеус» Госфилармонии Кавказских Минеральных Вод.
С 2008 года - дирижёр Государственной академической симфонической капеллы России п/у В. Полянского.
Также Илья Гайсин дирижировал студенческими оркестрами Московской консерватории и Академического музыкального колледжа при Московской консерватории, Московским симфоническим оркестром, Молодёжным симфоническим оркестром Поволжья, симфоническими оркестрами Орловской и Тольяттинской филармоний, Ярославским академическим симфоническим оркестром, Государственным академическим симфоническим оркестром имени Е.Ф. Светланова, Санкт-Петербургским государственным академическим симфоническим оркестром, Государственным академическим камерным оркестром России (х/р А. Уткин), Литовским государственным академическим симфоническим оркестром (Вильнюс), оркестром и хором колледжа Tokoha Gakuen (Япония), Национальным симфоническим оркестром Монпелье (Франция), Ансамблем оркестра Кадакеса (Испания). Ведущий дирижёр Камерного оркестра Центра Павла Слободкина.
В качестве оперного дирижёра осуществил премьерные постановки опер П.И. Чайковского «Иоланта» и «Евгений Онегин», «Служанка-госпожа» Дж.Б. Перголези и «Колокольчик» Г. Доницетти. В рамках Luberon Festival (Франция, 2009) дирижировал оперой Доницетти «Дон Паскуале».
Сценическими партнёрами Ильи Гайсина в разное время были: дирижеры Г. Рождественский, В. Полянский, В. Понькин, С. Скрипка, И. Дронов, К. ван Альфен, Ф. Маккензи, В. Сиренко, М. Стравинский, О. Балан, режиссер Д. Азаров («Новая опера», «Мастерская Петра Фоменко»), певцы А. Белукова, И. Тарасов, А. Киселёв, В. Заплечный, Д. Овчинников, Илья Кузьмин (солисты Большого театра России, театров «Новая опера» и «Геликон-опера»), пианисты А. Скавронский, А. Гиндин, А. Кобрин, М. Лидский, В. Мищук, К. Корниенко, Е. Брахман, Н. Рубинштейн, И. Четуев, Я. Кацнельсон, А. Коробейников, В. Холоденко, Т. Колесова, скрипачи А. Баева, С. Кравченко, А. Винницкий, Г. Муржа, Г. Казазян, альтисты Е. Озол, И. Гофман, С. Полтавский, И. Сопова, виолончелисты Б. Андрианов, А. Бузлов, К. Родин, Е. Румянцев, кларнетисты Е. Петров, В. Урюпин, И. Фёдоров, Д. Булгаков (гобой), баянисты Ю. Медяник, А. Гайнуллин и другие музыканты.
Как скрипач и дирижёр Илья Гайсин регулярно исполняет музыку современных авторов, таких как А. Курбатов, Н. Мндоянц, В. Сариев, А. Фисенко, А. Терегулов, М. Скорик, Д. Кривицкий (премьера Третьего виолончельного концерта), О. Янченко.
С 2005 по 2010 год Илья Гайсин проводил ежегодные семинары в колледже Tokoha Gakuen (Япония).