Оставался кинематограф. Он захватил Ильинского во многом благодаря Я. Протазанову, которого актер всегда считал самым интересным режиссером, с которым ему пришлось работать, потому что он предельно точно планировал съемки во всех деталях и в то же время охотно шел на импровизацию, живо воспринимал все интересное и полезное. Протазанов, а за ним Алейников и Пудовкин готовы были строить свои фильмы на Ильинском. Но замечательное начало его кинокарьеры, создание своеобразных героев не получило дальнейшего развития по той простой причине, что И. Ильинский требовал все большей самостоятельности, стал довлеть над режиссерами, особенно над начинающими, и его опасались привлекать к сотрудничеству. Он стремился приблизить художественный уровень киноработ к своим достижениям в театре, но предлагаемые ему роли становились для актера все менее интересными. Исключение составляет «Праздник Святого Йоргена» (1930 г.) – последняя немая картина Протазанова. Выразительный и достоверный образ бродяги Франца Шульца, сыгранный в ней, стал лучшей работой Ильинского в отечественном немом кинематографе.

Не последнюю роль сыграло и увлечение зрителей западными кинофильмами, сделанными на более высоком уровне, в которых царили Ч. Чаплин, Б. Китон, М. Пикфорд, Д. Фэрбенкс. За ними появились картины Г. Александрова и И. Пырьева, отвечавшие духу времени. Ильинский тоже предпринял попытку сделать фильм. По сценарию Ильфа и Петрова в 1935 г. он снял ленту под названием «Однажды летом», но на фоне «Цирка» Г. Александрова она потерпела провал.

В результате на протяжении трех лет И. Ильинский пребывал вне театра и кино, занимаясь только исполнением художественных произведений на эстраде. Еще с 1926 г. он устраивал собственные гастроли по стране в качестве чтеца произведений Зощенко, Маяковского, Есенина, чем вызывал недовольство публики и нападки критиков. Дорога к слушателю была трудной, от комика ждали трюков, а не чтения. И все же эти выступления позволяли артисту хотя бы не терять форму. Но долго так продолжаться не могло. Ильинский обратился в Комитет по делам искусств с просьбой дать ему постоянную работу. Выбор был не велик. Любимый им прежде театр Мейерхольда, куда он вынужден был пойти на поклон, уже угасал, было объявлено о последних спектаклях и о его закрытии.

15 января 1938 г. И. В. Ильинский поступил в Малый театр, в котором верно и самоотверженно протрудился почти 50 лет. Незадолго до прихода туда Г. Александров пригласил Ильинского на роль Бывалова в фильме «Волга-Волга» (1938 г.). Оба мастера остались довольны совместной работой. Постановщик прекрасно чувствовал юмор, полагался на опыт Ильинского, позволял ему вмешиваться в сценарий, фантазировать и «дожимать» образ. Фильм имел огромный успех, имя Бывалова стало нарицательным. За создание этого типичного, остросатирического персонажа И. Ильинский получил Сталинскую премию. Не последнюю роль в присвоении этой награды сыграла одобрительная оценка Сталина, который был так пленен игрой актера, что смотрел фильм по многу раз и даже знал наизусть все реплики героя Ильинского.

Но после фильма «Волга-Волга» в кинокарьере актера последовала длительная пауза. Она была связана с большим количеством театральных работ, среди которых особенно выделялись роли, сыгранные Ильинским в «Двенадцатой ночи» Шекспира, в пьесах А. Островского – «На всякого мудреца довольно простоты» и «Волках и овцах». Но затем и в театральном творчестве актера наступил длительный перерыв, связанный со смертью жены, которая настолько потрясла его, что он даже хотел покончить жизнь самоубийством, купив с этой целью бутыль с усыпляющим газом. К счастью, это намерение не осуществилось и после нескольких лет творческого простоя актер в 1968 г. вернулся к любимой работе.