Один из 28 героев-панфиловцев, стрелок 4-й роты 2-го батальона 1075-го стрелкового полка 316-й стрелковой дивизии 16-й армии Западного фронта, Герой Советского Союза.

16 ноября 1941 года у разъезда Дубосеково Волоколамского района Московской области Илларион Васильев в составе группы истребителей танков участвовал в отражении многочисленных атак противника, во время которых было уничтожено 18 вражеских танков.Это сражение вошло историю, как подвиг 28 героев-панфиловцев. В этом бою Илларион Васильев был тяжело ранен и доставлен местными жителями в медсанбат.

В 1966 году в Москве в честь панфиловцев была названа улица в районе Северное Тушино, где установлен монумент. В их честь в 1975 году также был сооружен мемориал в Дубосеково.

В деревне Нелидово (1,5 км от разъезда Дубосеково), установлен памятник и открыт Музей героев-панфиловцев.

В городе Алма-Ата, родном для панфиловцев, есть парк имени 28 гвардейцев-панфиловцев, в котором расположен монумент в их честь.

Упоминание о 28 «самых храбрых сынах» Москвы вошло также в песню «Дорогая моя столица», ныне являющуюся гимном Москвы.

Именем Иллариона Васильева были названы улица в Кемерово и школа в селе Плотниково Промышленновского района Кемеровской области.