Bilibin was een leerling van Ilja Repin en vervolgde zijn studie in München. Hij werd bekend in 1899 met zijn illustraties van Russische sprookjes. Na de Bloedige Zondag in 1905, publiceerde hij enkele revolutionaire cartoons. Hij kon zich echter niet vinden in de revolutie van 1917. Na korte verblijven in Caïro en Alexandrië, vestigde hij zich in 1925 in Parijs. Hij leefde daar van de opdrachten om privéhuizen en orthodoxe kerken te beschilderen. Hij bleef echter heimwee houden naar zijn vaderland, en na een opdracht in 1936 om de Sovjet-ambassade te decoreren, keerde hij terug naar de Sovjet-Unie. Daar gaf hij tot 1941 les aan de Sovjet Academie der Kunsten. Bilibin stierf in 1942 tijdens het Duitse beleg van Leningrad.