Wenige Monate vor der Russischen Revolution wurde Ilya Prigogine in Moskau in einer jüdischen Familie geboren. Sein Vater, Roman Prigogine, war Chemotechniker am Moskauer Polytechnikum, seine Mutter Julia Wichman war Pianistin. Weil die Familie dem neuen Sowjetsystem kritisch gegenüberstand, verließ sie 1921 Russland. Zunächst zogen sie nach Deutschland, 1929 nach Belgien. 1949 nahm Prigogine die belgische Staatsbürgerschaft an.