Знаменитый российский ученый в области биологии, иммунологии и патологии, один из основателей эволюционной эмбриологии Илья Ильич Мечников появился на свет 15 мая 1845 года (3 мая по старому календарю) в селе Ивановка Харьковской губернии Российской империи (ныне территория Харьковской области Украины). В 1856 году он был зачислен сразу во второй класс второй Харьковской гимназии, которую окончил с золотой медалью.
Параллельно с гимназией посещал лекции по сравнительной анатомии и физиологии в Харьковском университете (современный Харьковский национальный университет им. В. Каразина), естественно-научный факультет которого окончил экстерном в возрасте 19 лет, за два года.
В 1866 году защитил магистерскую работу, посвящённую этапам развития головоногого моллюска Sepiola, а в 1868 – докторскую диссертацию, изучавшую ракообразных Nebalia. После завершения обучения за высокий уровень знаний Мечникову предоставили стипендию и возможность проходить стажировку в лабораториях известных немецких учёных: зоолога и паразитолога Рудольфа Лейкарта, анатома и патолога Фридриха Генле, зоолога Карла Зибольда.
Главным направлением работы молодого исследователя стала эмбриология средиземноморских беспозвоночных и насекомых. В Италии он сотрудничал с Александром Ковалевским, одним из пионеров эволюционной эмбриологии.
Опубликовав совместные научные работы, их признали первыми обладателями премии Бэра, учрежденной Петербургской Академией наук. В 1865 году, изучая планарий (тип плоских червей), Мечников обнаружил процесс внутриклеточного пищеварения.
С помощью методов эмбриологии он доказал общее происхождение позвоночных и беспозвоночных животных, исследовал универсальные механизмы развития эмбрионов организмов, представляющих разные эволюционные стадии.
Вместе с Ковалевским он стал ведущим специалистом в области развития эмбрионов беспозвоночных. В 1867 году Мечников получил должность приват-доцента в Новороссийском университете в Одессе (ныне Одесский национальный университет им. И.).
С 1868 по 1870 год он занимал позицию доцента в Санкт-Петербургском университете, а с 1870 по 1882 годы – ординарного профессора и руководителя кафедры зоологии и сравнительной анатомии Новороссийского университета.
В знак протеста против политики руководства университета оставил свою должность. В период с 1872 по 1874 годы организовал три антропологические экспедиции в калмыцкие степи, а также проводил исследования за границей, работая на биологических морских станциях в Италии и других странах.
Мечников подвергался воздействию некоторых инфекционных заболеваний: в феврале 1881 года он ввел себе кровь больного тифом, тяжело заболел, но смог выздороветь.
Существует мнение, что он также экспериментировал с прививками от чумы и других болезней, однако достоверных данных на этот счёт нет. Около 1882 года возникла идея фагоцитарной теории Мечникова, начался его активный интерес к проблемам иммунитета и воспаления.
Он стал первым, кто сформулировал и доказал, что специализированные клетки, способные поглощать чужеродные частицы, играют ключевую роль в защите организма.