Родился в 1919 году в селе Старостинцы (Погребищенский район Киевской области Украины). Окончил 7 классов и ремесленное училище в Минске, занимался в аэроклубе (в Боровлянах). С 1940 года в рядах Красной Армии, призван Минский ГВК. Был направлен в Батайскую авиационную школу (которая находилась около Ростова и готовила лётчиков для Гражданской авиации). С началом войны авиашколу перевели в Баку, где он продолжал учёбу до мая 1942 года.

С октября 1942 сержант М. Е. Ильченко - пилот 4-го ИАП. С 19 апреля 1943 года сражался на Северо-Кавказском, Западном, Брянском и 2-м Прибалтийском фронтах. Летал на Як-1 и Як-9. 22 апреля 1943 года был сбит в районе Новороссийска, легко ранен в руку, спасся на парашюте.

15 января 1944 года заместитель командира эскадрильи 4-го истребительного авиационного полка (287-я истребительная авиационная дивизия, 11-й смешанный авиационный корпус, 15-я Воздушная армия, 2-й Прибалтийский фронт) старший лейтенант М. Е. Ильченко при возвращении с боевого задания по фотографированию немецкого аэродрома Пустошка на высоте 400 метров столкнулся с самолётом ведомого и погиб. Всего совершил около 80 боевых вылетов, провёл более 25 воздушных боёв, сбил лично 14 и в составе пары 1 самолёт противника. Похоронен в братской могиле на Красной площади города Невеля (Псковская область).

Награждён орденами: Красного Знамени (21.08.1943), Отечественной войны 2-й степени (05.05.1943), Красной Звезды (14.08.1943).