Pécsett született, anyai nagynénje Jászai Mari volt. Gyermekkorától kezdve rengeteget rajzolt, gimnáziumi tanulmányai mellett Martyn Ferenc tanítványa volt. Az ő tanácsára iratkozott be a Pécsi Képzőművészeti Szabadlíceumba, s amikor annak válogatott anyagát 1950-ben meghívták a Nemzeti Szalonba, az ő Tájkép című szénrajzát is bemutatták. Tanulmányait a budapesti Török Pál utcai Képző- és Iparművészeti Gimnáziumban fejezte be, majd a budapesti Képzőművészeti Főiskolára járt festő és freskó szakra, mesterei Bencze László és Szőnyi István voltak. 1962–1963-ban olaszországi tanulmányutat tehetett, olasz állami ösztöndíjjal látogatta az Accademia di Belle Arti nyári szabadkurzusát. 1963-ban Rómában, 1964-ben Budapesten mutatta be önálló tárlaton grafikáit és festményeit.
1960-tól újságrajzokat és könyvillusztrációkat készített a Szépirodalmi és a Móra Ferenc Kiadó számára, 1967–1976 között díszleteket és jelmezeket tervezett színházi előadásokhoz. 1974-ben a dél-franciaországi Vence-ban, a Károlyi Alapítvány művésztelepén dolgozott, 1979 és 1984 között a Szentendrei Régi Művésztelep tagja volt. 1974-ben alapító tagja volt az alkotócsoportként és később kiadóként is működő Pesti Műhelynek. 1959-től tagja a Művészeti Alapnak (ma: Magyar Alkotóművészek Országos Egyesülete), 1971-től a Magyar Képzőművészek és Iparművészek Szövetségének, 1996-tól a Magyar Festők Társaságának. 1993-tól a Széchenyi Irodalmi és Művészeti Akadémia rendes tagja.
1983-tól tanított a Pécsi Tudományegyetemen rajzot és festészetet, 1991-től tanszékvezető egyetemi tanárként, 2003-tól professor emeritaként. A Pécsi Képzőművészeti Mesteriskola egyik alapítója, 1995-től a Pécsi Tudományegyetem Művészeti Karán a festészeti doktori program vezetője volt. Több külföldi művészeti egyetemen, így Párizsban és Londonban is volt vendégprofesszor, 1988-ban részt vett a szöuli Művészeti Olimpián.
Az Ilona Keserü Ilona művésznevet használó festőművész a hatvanas évek közepén indult neoavantgárd művészgeneráció jelentős alakja, az Iparterv-csoport tagja volt. Művészetére nagy hatással volt az Arte Povera (szegény vagy szegényes művészet), valamint a korai feminista mozgalom. A főiskola elvégzése után fedezte fel az absztrakt festészetet, korai képeivel Martyn Ferenc képi világát folytatta. Olaszországi tartózkodása alatt komorabb hangvételű, sötét tónusú, monokróm, úgynevezett Zsilett-rajzokat készített, amelyeket fokozatosan egy sokkal színesebb, a gesztusfestészet irányába mutató képi világ váltott fel. A Számozott képek már erős színvilágúak, az élénkvörösek és narancsok absztrakt formákat hangsúlyoznak. Művészetéről így nyilatkozott egy interjúban: „Arra szeretném rávenni a nézőt, hogy engedje el magát. (…) A festményekre én a saját képeimmel kapcsolatban nem úgy gondolok, mint valamifajta magas kulturális termékre, hanem mint szép vagy csúnya, meglepő, ingerlő vagy taszító mozzanatok együtteseire, amit képes vagyok a néző elé tenni.”
1967-ben festészetének központi motívumává a balatonudvari temető szív alakú sírkövei váltak (Tükörkép). 1971-től sokszorosított grafikákat készített, amelyeken a sírkőmotívum jellegzetes hullámvonallá alakított formáját variálta (Képződő tér). 1967-ben kezdett el vászondomborítással foglalkozni, különféle minőségű textilek, zsinórok, szalagok és más egyszerű anyagok alkalmazásával törekedett háromdimenziós hatást elérni (Fekete vonal, Közelítés II.). A kezdetben festetlen műveket fokozatosan elborította a hetvenes évekre jellemző koloritja: a szivárványszínek, majd az azokat kiegészítő emberi bőrszín árnyalatai.
A nyolcvanas években egy új optikai jelenség kezdte foglalkoztatni, a lehunyt szemek mögött megjelenő utóképek. 2001-es hosszabb római tartózkodása idején kezdte kutatni a cangiante színhasználatot (az a finom színváltás, amellyel elsősorban a drapériák, ruhák gyűrődéseit festették meg). Életművének egyik központi kérdése, hogy mi a szín. „Különösképpen az alkonyatnak van egy nagyon sajátos színváltoztató hatása. Minden színárnyalatot más módon és más sebességgel alakít át. (…) Egyszer ezt le akartam fényképezni, egy képemre két percenként kattintottam rá az alkonyat folyamán egy órán keresztül. Amikor eltűnt az erős fény, visszahúzódott, és a színek elkezdtek megváltozni” – mesélte egy interjúban a művész.
Kerek, színes formák, kanyargós vonalak világa elevenedik meg különböző technikájú művein. Alkotásai között több a monumentális mű, mint a nagyharsányi szoborparkban tapasztott formák, a Paksi Energetikai Főiskola 200 négyzetméteres mennyezetfestménye, Tatán a Kocsi úti temető kápolnájának 200 négyzetméteres falfestménye.
Több hazai és külhoni kiállításon vett részt. Életmű-kiállítása volt 1983-ban a Műcsarnokban, tárlatával nyílt meg 1997-ben a pécsi Janus Pannonius Múzeum új, Múzeum Galéria nevet viselő kiállítóhelye. 1956 és 1962 között rendszeresen részt vett a Vásárhelyi Őszi Tárlaton, ahová 2017-ben két nagyméretű festménnyel tért vissza. A cangiante színrendszerrel készült képeit először 2011-ben, a pécsi Nádor Galériában állították ki. 2012-ben az UNESCO nőnapi kiállításán első magyar alkotóként állíthatott ki, 2018-ban a londoni Stephen Friedman Galleryben mutatkozhatott be önálló kiállításon. Alkotásai Magyarországon kívül német, olasz, francia, osztrák, amerikai és dél-koreai múzeumokban is láthatók. Munkái gyakran megfordulnak árveréseken, 2022-ben Sírkövek 2. című 1967-es festménye 110 millió forintért kelt el, ezzel túlszárnyalta az élő magyar festők addigi árverési csúcsát.
Munkásságát számos díjjal ismerték el: 1984-ben Munkácsy Mihály-díjat kapott, 1989-ben érdemes művész lett, a Kossuth-díjat 2000-ben kapta életműve elismeréséért és a művészetoktatásban elért eredményeiért. 2007-ben Hazám-díjat, 2009-ben Prima díjat kapott. 2013-ban a Magyar Festészet Napja alkalmából életműdíjjal, 2014-ben a Nemzet Művésze címmel, 2015-ben Pro Urbe Budapest díjjal tüntették ki. A Vásárhelyi Őszi Tárlaton 2017-ben Tornyai-plakettet, 2019-ben életműdíjat kapott.
Születésnapja alkalmából tavasszal életműanyagából retrospektív kiállítást rendezett a budapesti Q Contemporary magánmúzeum, nyáron Keserü 90. – A balatonudvari sírkövektől a párizsi Pompidou Központig címmel köztéri fotókiállítása volt Balatonudvariban. Októberben a Pécsi Tudományegyetem Művészeti Kara szervezett konferenciát tiszteletére.
A nyitóképen a Nemzet Művésze címmel kitüntetett Keserü Ilona, Kossuth- és Munkácsy Mihály-díjas festőművész budapesti műtermében 2015. március 18-án. Fotó: MTI Fotó: Czimbal Gyula
