Илья Гайсин окончил Московскую консерваторию (класс профессора Сергея Кравченко по скрипке, Народного артиста России Андрея Шишлова по струнному квартету и Народного артиста России Валерия Полянского по оперно-симфоническому дирижированию). Выступал как солист в концертных залах Европы, Азии, Африки, Северной и Южной Америки. В 2018-2020 неоднократно выступал как солист в Большом зале Московской консерватории с Российским национальным оркестром и Камерным оркестром «Musica Viva».
Илья Гайсин один из наиболее ярких, талантливых и разносторонних музыкантов своего поколения, лауреат семи международных конкурсов скрипачей в Италии (в том числе конкурса имени Родольфо Липицера в Гориции), Финляндии, России (Международный конкурс скрипачей в Новосибирске, I премия) и Украине.
С 2008 по 2010 год — ассистент Валерия Полянского в Государственной Академической Симфонической Капелле России. В этот же период неоднократно был ассистентом Геннадия Рождественского.
С 2005 по 2010 - основатель и руководитель Молодёжного камерного оркестра DSCH.
Победитель II Международного конкурса дирижёров в Будапеште имени Имре Кальмана (2012), лауреат Международного конкурса оперных дирижёров в Русе, Болгария (2013), дипломант и обладатель двух специальных премий II Конкурса молодых дирижёров имени Ильи Мусина в Костроме (2011).
Илья Гайсин дирижировал такими оркестрами, как: Национальный симфонический оркестр Монпелье (Франция), ГАСО им. Е.Ф. Светланова, Оркестр и хор Национального оперного театра Брно (Чехия), Оркестр ГАБТ России, Оркестр и хор Будапештского театра оперетты (Венгрия), Оркестр и хор Сараевской филармонии (Босния и Герцеговина), Литовский ГАСО, ГАКО России (п/у А. Уткина), ГКО «Виртуозы Москвы» (п/у Вл. Спивакова), симфонические филармонические оркестры Красноярска, Ростова, Петрозаводска, Саратова, Ярославля и Алматы.
В 2022 году Илья дебютировал в качестве дирижёра с Московским государственным академическим симфоническим оркестром в Концертном зале имени П.И. Чайковского с программой из произведений Клода Дебюсси.
С 2017 года Илья Гайсин является дирижёром оркестра MusicAeterna, ассистентом художественного руководителя Теодора Курентзиса и одним из концертмейстеров коллектива. Играет на скрипке Николы Амати, 1673 г.