Родился в гор. Фрунзе. Брат Ч. Айтматова.
В 1954 году окончил факультет техники разведки Московского геологоразведочного института, с 1954 по 1957 год работал ситаршим буровым мастером, прорабом, инженером по технике безопасности, начальником службы противолавинного надзора в геологоразведочных партиях Управления геологии Киргизской ССР и Каменской экспедиции. С 1957 года по 1960 годы обучался в аспирантуре Института горного дела АН СССР. С 1960 года Ильгиз Торокулович начал работу в Институте физики и механики горных пород, где работал младшим научным сотрудниклм, зав. лабораторией, зам. директора, директором института. Избирался академиком-секретарем Отделения физико-технических, математических и горно-геологических наук АН Киргизии.
Академик (1989) и президент (1990-1993) АН Киргизии. Крупный ученый в области геомеханики породных массивов, доктор технических наук, профессор, действительный член Международной инженерной академии, лауреат Государственных премий СССР (1989) и Киргизской ССР в области науки и техники.
Начиная со второй половины шестидесятых годов, И. Т. Айтматов сосредотачивает свое внимание на проблемах механики скальных пород при разработке рудных месторождений и строительстве гидротехнических сооружений в горных районах. Он основал и развил одно из актуальных направлений современной механики горных пород - геомеханику массивов пород горно-складчатых, сейсмо- и тектонически-активных областей.
Именно в этом направлении им получены важнейшие научные результаты, отраженные в его трудах. Айтматову И. Т. принадлежит более 200 печатных научных трудов, в том числе 7 монографий, частью написанных в соавторстве. К их числу относятся "Тампонирование обводненных горных пород в шахтном строительстве", "Управление горным давлением на рудниках и шахтах Киргизии", "Современные проблемы механики скальных пород в гидротехническом строительстве", "Геомеханика рудных месторождений Средней Азии". Айтматовым И. Т., совместно с его учеником, доктором технических наук Тажибаевым К. Т., установлено явление скачкообразного освобождения остаточных напряжений в горных породах. Это явление признано в 1998 году Международной Ассоциацией авторов научных открытий и Российской Академией естественных наук научным открытием. На этой базе академиком И.Т. Айтматовым поставлены и проводятся исследования в области проблем оценки и прогноза очагов горных ударов и наведенных землетрясений, формирующихся в горных регионах под воздействием техногенных процессов (рудники, шахты, водохранилища и т. д.). Является автором 15 изобретений.
Возглавив Институт физики и механики горных пород, И. Т. Айтматов способствовал научному обеспечению разработки месторождений полезных ископаемых и рационального освоения минеральных ресурсов Кыргызстана, развитию теории проектирования шахт и карьеров страны. Тематика научных исследований коллектива, возглавляемого И. Т. Айтматовым, тесно связана с запросами производства. Среди объектов исследований Института были такие крупные в СССР объекты, как Хайдарканский ртутный и Кадамджайский сурьмяной комбинаты, Токтогульская ГЭС, Алмалыкский горно-металлургический комбинат (Узбекистан), Балхашский медный и Текелийский полиметаллический комбинаты (Казахстан).
Избирался депутатом Верховного Совета Кыргызстана 12-го созыва, членом Президентского совета КР (1990-91)