A Tolna megyei Felsőrácegrespusztán született, ahol apja uradalmi gépész volt. Tanulmányait a pusztai népiskolában kezdte, majd Simontornyán, Bonyhádon, Dombóváron folytatta. 1916-ban, szülei válása után édesanyjával a fővárosba költözött, itt érettségizett. 1918–19-ben aktívan részt vett a baloldali diákmozgalomban, önként állt a kommün katonái közé, tizenhét évesen harcolt a román csapatok ellen vívott szolnoki ütközetben. Első verse El ne essél, testvér címmel 1920-ban név nélkül jelent meg a Népszavában.
Érettségi után a budapesti tudományegyetem magyar–francia szakos hallgatója volt, de illegális tevékenysége miatti letartóztatástól tartva 1921 végén elhagyta Magyarországot, Párizsba ment. A nagy hírű Sorbonne-on hallgatott filozófiát, pszichológiát, irodalomtörténetet és francia nyelvészetet, könyvkötésből tartva fenn magát. 1926-ban tért haza, ezután egy biztosítási intézetnél tisztviselő, majd sajtóelőadó volt a Magyar Nemzeti Banknál. 1939-ben megnősült, felesége Kozmutza Flóra gyógypedagógus–pszichológus volt.
Illyés avantgárd stílusban írt első verseit Kassák Lajos Munka című lapja közölte, de rövidesen már a Nyugatban jelent meg kritikája, és ez a folyóirat lett költeményeinek fő publikációs fóruma. 1928-ban a Nyugat adta ki első verseskötetét Nehéz föld címmel. A harmincas évek elejétől Illyés az irodalmi közélet jelentős szereplője: munkatársa volt a Válasznak, 1934-ben részt vett az első szovjet írókongresszuson, 1937-ben egyik alapítója volt a Márciusi Frontnak. Babitscsal együtt szerkesztette a Nyugatot, a költő halála után, 1941–1944 között a lap utódja, a Magyar Csillag főszerkesztője volt. Magyarország 1944. márciusi megszállása után a fővárosban és vidéken bujkált.
A második világháború utáni években aktívan részt vett a közéletben: a Nemzeti Parasztpárt egyik vezetője, országgyűlési képviselő volt, 1946 és 1949 között szerkesztette az újraindult Választ. 1948-tól visszavonult a közélettől, és csak írói munkásságának élt. A hatvanas–hetvenes években íródelegációk tagjaként sokat utazott külföldre. 1969-ben a nemzetközi PEN egyik alelnökévé is megválasztották.
Illyés költészetében a háború után a realista módon megjelenített társadalmi és nemzeti sorskérdések váltak meghatározóvá. Nagy hatású, Egy mondat a zsarnokságról című költeményét 1956. november 2-án az Irodalmi Újság adta közre, a forradalom leverése után a versről évtizedekig szó sem eshetett. Legszemléletesebb, balladaszerű alkotásai, a Hősökről beszélek, a Három öreg, a Dózsa beszéde a magyar történelem egy-egy pillanatát idézik.
Prózaíróként is kiváló volt. A magyar szociográfiát a széppróza rangjára emelte a Puszták népében (1936), a forradalmiság kérdése foglalkoztatta Petőfi Sándorról szóló monográfiájában (1936). Hunok Párizsban című önéletrajzi regénye (1946) a Párizsba menekült magyar művészek világába vezet. 1969-ben világirodalmi szinten is újdonságot hozott a Kháron ladikján című esszéregénye, amelyben kendőzetlen nyíltsággal vallott az öregedéssel járó szellemi és fizikai problémákról.
Vérbeli színpadi szerző volt, nagy ívű drámák mellett kitűnő szatirikus vígjátékok írója. A hatvanas években a nemzeti tudatot formálni kívánó történelmi drámákkal gazdagította a magyar irodalmat (Ozorai példa, Fáklyaláng, Kegyenc, Malom a Séden). Vígjátékai is nagy közönségsikert arattak (A tű foka, Tűvétevők).
Életpályája átívelte az egész 20. századot, a nemzeti és egyetemes értékek olyan összhangjával, amely a magyar irodalom legjobbjai közé emelte. Számos kitüntetésben részesült: Kossuth-díjat három alkalommal kapott (1948, 1953, 1970), 1950-ben József Attila-, 1970-ben Herder-díjjal tüntették ki. 1949-ben megszűnt akadémiai tagságát 1989-ben, posztumusz állították vissza, 2010-ben a Magyar Írószövetség posztumusz örökös tagjává választotta.
Illyés Gyula 1983. április 15-én halt meg Budapesten. 2011-ben utcát neveztek el róla a fővárosban. 2003 áprilisában a Magyar Tudományos Akadémia Irodalomtudományi Intézetének keretein belül kezdte meg működését az Illyés Gyula Archívum és Műhely, ahol könyvtárának és kéziratos hagyatékának jelentős része található. 2012-ben lánya, Illyés Mária művészettörténész, filológus egy addig ismeretlen regényre bukkant a kéziratok rendezésekor. Az Ítélet előtt című munkát Illyés 1949 és 1956 között írhatta, és 2014-ben adták ki.
Naplói halála után felesége, Kozmutza Flóra szöveggondozásában jelentek meg nyolc kötetben 1987 és 1995 között, azonban az 1946 és 1960 közötti időszakra vonatkozó kiadás nem tartalmazott feljegyzéseket az 1956. október 24. és 1957. május 8. közötti időszakról. Ezek csupán 2014 áprilisában kerültek elő, és lánya gondozásában 2016-ban, az 56-os forradalom 60. évfordulójára meg is jelent a belőlük készült könyv.
Illyés Gyula művei a Digitális Irodalmi Akadémia oldalán érhetők el.
Nyitókép: Illyés Gyula író, költő Józsefhegyi utca 9. alatti lakásán 1977-ben. Fotó: Fortepan/Szalay Zoltán