Urodził się 10 grudnia 1890 r. w Przewoźcu jako syn Mikołaja i Katarzyny z domu Andruchow. Ukończył wyższe studia na wydziale teologicznym Uniwersytetu im. Cesarza Franciszka I we Lwowie, święcenia kapłańskiej przyjął w 1919 r. i pracował jako katecheta szkół miejskich w Kałuszu. W latach 1920-1922 był administratorem parafii grecko-katolickich w rejonie Stanisławowa.
Jako potomek włościańskiej rodziny ukraińskiej był zwolennikiem współpracy Ukraińców z Polakami na zasadach równouprawnienia, w 1922 r. założył Ukraińsko-Ruską Partię Rolników, był wybranym posłem I kadencji na Sejm RP z ramienia Partii Ukraińsko-Włościańskiej i w porozumieniu z rządem Polski aktywnie zabiegał o korzystne dla naszego kraju uregulowanie granicy południowo – wschodniej.
Przez działalność polityczną popadł w konflikty z władzami kościoła grecko-katolickiego i został okresowo zawieszony w obowiązkach duszpasterza parafii tego wyznania.
Ksiądz Mikołaj Ilków w 1928 r. został powołany na kapelana rezerwy WP, a w 1935 r. został przyjęty do duszpasterstwa wojskowego na kapelana zawodowego służby czynnej w stopniu kapitana i pracował na stanowisku administratora parafii wojskowej wyznania grecko-katolickiego w Łodzi. W marcu 1919 r. został mianowany na starszego kapelana w stopniu majora.
Za pracę duszpasterską dla żołnierzy Wojska Polskiego został odznaczony Srebrnym Krzyżem Zasługi.
Po wybuchu wojny z Niemcami i sowieckiej inwazji na Polskę, ksiądz major Mikołaj Ilków we wrześniu 1939 r. w nieznanych okolicznościach dostał się do niewoli sowieckiej i był odesłany przez NKWD do obozu oficerskiego w Starobielsku. W dniu 2.03.1940 r. został odesłany ze Starobielska w grupie 10 kapelanów WP różnych wyznań do więzienia NKWD na Butyrkach w Moskwie, skąd przewieziony został do obozu w Kozielsku, stamtąd w kwietniu 1940 r. przekazany do więzienia NKWD w Smoleńsku i zamordowany w Katyniu. Jego nazwisko figuruje na Katyńskiej Liście Wywozowej z obozu w Kozielsku, sporządzonej w 1940 r. przez NKWD w Moskwie nr 052/4 pozycja 94 sprawa nr 4918.
W czasie ekshumacji oficerów Wojska Polskiego wiosną 1943 r. w Katyniu, prowadzonej przez ekipy specjalistów Polskiego Czerwonego Krzyża pod zarządem wojskowych władz niemieckich, ksiądz Mikołaj Ilków został rozpoznany jako duchowny na podstawie dokumentów znalezionych w mundurze WP okrywającym jego zwłoki i zapisany został w niemieckim rejestrze ofiar Katynia Amtliches Material Zum Massenmord von Katyn pod numerem AM 2455.
Biogram księdza majora Mikołaja Ilkowa jest zamieszczony na 212 stronie w Polskiej Księdze Cmentarnej Katyń. W październiku 2007 r. w ramach akcji Katyń pamiętamy – uczcijmy pamięć bohaterów został pośmiertnie mianowany na stopień podpułkownika WP.
Dla jego pamięci posadzono „Dąb Katyński” w Alei 33 Dębów Pamięci Kapelanów Katyńskich w Kalwarii Pacławskiej. Upamiętniony jest na tabliczce memorialnej na Ścianie Katyńskiej w kościele WP w Krakowie, a także na tablicy w kościele w Łodzi oraz na tablicach 33 kapelanów katyńskich w Sanktuariach: w Kalwarii Pacławskiej na Podkarpaciu, Wąwolnicy na Lubelszczyźnie, Grodowcu na Dolnym Śląsku i na szczycie Święty Krzyż w Górach Świętokrzyskich. W zbiorach Centralnego Archiwum Wojskowego zachował się niezrealizowany wniosek na odznaczenie Krzyżem Kawalerskim Orderu Odrodzenia Polski księdza majora Mikołaja Ilkowa, wystawiony przez Grecko-Katolicką Parafię Wojskową w Łodzi, bez daty jego wystawienia, który prawdopodobnie został przemianowany na odznaczenie Srebrny Krzyż Zasługi. Są w nim dane biograficzne, ale bez opinii o pracy ks. majora Mikołaja Ilkowa dla żołnierzy wyznaniagrecko-katolickiego w armii II RP.