В РИА с мая 1916 по декабрь 1917 г. В РККА с июня 1918 г. Окончил Полтавские командные пехотные курсы (1920), курсы «Выстрел» (1928), ускоренный курс Высшей военной академии им. К. Е. Ворошилова (1943). В Первую мировую войну А. М. Ильин был призван на военную службу в мае 1916 г. и направлен в запасной полк в г. Козлов Тамбовской губ. В июле с маршевой ротой убыл на Юго-Западный фронт под г. Дубно, где участвовал в боях рядовым и младшим унтер-офицером в составе 504-го пехотного Верхнеуральского полка 126-й пехотной дивизии. С января по май 1917 г. с полком воевал на Румынском фронте. «За братание с немцами» полк был выведен под Тарнополь, затем летом отступал из Галиции. По его расформировании А. М. Ильин в сентябре 1917 г. был переведен в 102-й артиллерийский дивизион. В декабре был демобилизован. В Гражданскую войну в июне 1918 г. призван в РККА и назначен инструктором всевобуча Сольвычегодского уездного военкомата. С мая 1919 г. был зав. оружием Сольвычегодского запасного батальона. Затем из него направлен на Северный фронт на р. Пинега, где с августа воевал командиром отделения в 84-м стрелковом полку 54-й стрелковой дивизии. После окончания Полтавских командных пехотных курсов, командовал взводом в запасном батальоне Киевской бригады курсантов. С ноября был пом. командира и командиром роты Заволжского стрелкового полка. С декабря 1922 г. командовал отдельной стрелковой ротой по охране Луганского патронного завода. В апреле 1927 г. переведен командиром роты в 240-й стрелковый полк 80-й стрелковой дивизии. С ноября 1927 по август 1928 г. находился на курсах «Выстрел», по возвращении в полк командовал ротой и батальоном. С мая 1929 г. был начальником полковой школы 20-го стрелкового полка 7-й стрелковой дивизии УВО в г. Чернигов, с ноября 1930 г. пом. начальника 1-й (оперативной) части штаба 24-й Самаро-Ульяновской железной стрелковой дивизии в г. Винница, с сентября 1931 г. в той же должности в штабе Летичевского УРа. С апреля 1937 г. командовал 64-м отдельным пулеметным батальоном КВО в г. Тирасполь, с октября исполнял должность начальника 1-й (оперативной) части зам. начальника штаба 97-й стрелковой дивизии. С июня 1938 г. находился в правительственной командировке в Китае. За боевые отличия А. М. Ильин был награжден орденом Ленина (февраль 1939 г.). По возвращении в СССР с ноября 1939 г. состоял в распоряжении отдела спецзаданий Генштаба Кр. армии. С марта 1940 г. был зам. командира и начальником пехоты 140-й стрелковой дивизии КОВО. С 14 марта 1941 г. полковник А. М. Ильин был назначен командиром 228-й стрелковой дивизии. С началом Великой Отечественной войны дивизия в составе 5-й армии Юго-Западного фронта участвовала в приграничном сражении, ведя оборонительные бои в районах городов Ковель и Дубно. 13 июля 1941 г. за потерю руководства частями дивизии он был отстранен от должности и зачислен в распоряжение Военного совета 5-й армии. С 11 на 12 сентября в районе с. Ровчак (юго-западнее г. Нежин) получил приказ от командира 31-го стрелкового корпуса принять командование 215-й моторизованной дивизией и к утру занять оборону в районе с. Шевченко (северо-западнее г. Прилуки). В полках к этому времени оставалось всего по 120-150 человек, тылы дивизии были направлены на переправу
