Ilosfalvy Róbert Hódmező-vásárhelyen született 1927. június 18-án. 1946-tól 1949-ig Molnár Imre és Jászó Györgyné növendékeként tanult a Zeneakadémián, majd 1947 és 1955 között a Honvéd Művészegyüttes tagja volt. Az énekes 1954-ben debütált a Magyar Állami Operaházban, Erkel Ferenc Hunyadi László című operájának címszerepét alakította.
Ilosfalvy Róbert sokoldalú énekes volt, széles repertoárja a líraitól a spinto szerepkörön át a hőstenor szerepekig ívelt. 1966 és 1982 között a kölni opera szólistájaként tett szert világhírre.
Fellépett Európa legjelentősebb operaszínpadain, valamint San Franciscóban és a New York-i Carnegie Hallban, emellett számos hanglemezfelvétel szólistája. Művészi munkáját 1962-ben Liszt Ferenc-díjjal, majd 1965-ben Kossuth-díjjal jutalmazták.
Főbb szerepei voltak: Alvaro (Verdi: A végzet hatalma); Manrico (Verdi: A trubadúr); Alfréd (Verdi: Traviata); Otello (Verdi); Don José (Bizet: Carmen); Stolzingi Walter (Wagner: A nürnbergi mesterdalnokok); Dick Johnson (Puccini: A Nyugat lánya). Ilosfalvy Róbert mindezeken kívül Richard Strauss és Leos Janácek műveinek hiteles tolmácsolója is volt.
A Kossuth-díjas, nemzetközi hírű művészt a Magyar Állami Operaház mellett az Oktatási és Kulturális Minisztérium is saját halottjának tekinti, temetéséről később intézkednek.
