Илья Варшавский родился 14 декабря 1908 года. По семейным причинам в церковную книгу записали дату 12 марта 1909 года. При замене паспорта он попросил вписать дату рождения 10 февраля, чтобы отмечать его в один день с женой. В краткой литературной энциклопедии поставили дату: 11 февраля 1909 года.
В молодости хотел стать актёром и пытался поступить в студию ФЭКС («Фабрика эксцентрического актера»). Провалившись на экзамене, поступил в мореходное училище в Ленинграде, которое окончил со званием «механик торгового флота». Несколько лет служил во флоте. В 1929 году в соавторстве с журналистом Николаем Слепнёвым и старшим братом Дмитрием написал книгу очерков «Вокруг света без билета» (под общим псевдонимом Николай Альдим). До начала войны работал инженером на заводе «Русский дизель». В армию не был призван из-за травмы, полученной в детстве. Осенью 1941 года был эвакуирован на Алтай, где оставался до 1949 года. Вернувшись в Ленинград, снова поступил на «Русский дизель», где проработал ещё двадцать лет.
По собственным словам, терпеть не мог фантастику и фантастические рассказы начал писать после спора с сыном. В 1962 году опубликовал первый фантастический рассказ, после чего началась карьера фантаста. Он был первым руководителем Ленинградского семинара молодых писателей фантастов (в 1972 году его сменил Борис Стругацкий). Вёл на Ленинградском телевидении научно-популярную передачу «Молекулярное кафе».
Варшавский отличался добродушием и остроумием. Именно он придумал фамилию Фарфуркис, которую позже использовали братья Стругацкие в «Сказке о Тройке».
Вот как описывали его критики Евгений Брандис и Владимир Дмитревский:
Первый фантастический рассказ Варшавского «Роби» был опубликован в 1962 году в журнале «Наука и жизнь». Первая книга «Молекулярное кафе» появилась в 1964 году. При жизни Варшавского вышло всего пять сборников рассказов. Его творчество отличалось разнообразием: пародии и стилизации («Секреты жанра», «Новое о Шерлоке Холмсе», «Фантастика вторгается в детектив, или Последнее дело комиссара Дебрэ»), социальные памфлеты (цикл о Дономаге: «Фиалка», «Тревожных симптомов нет»), проблемные психологические новеллы («Решайся, пилот!», «В атолле», «Сюжет для романа», «Повесть без героя»).
Варшавского сразу оценили критики и коллеги-фантасты. Е. Брандис и Вл. Дмитревский писали, что «рассказы поразили остротой сюжетов, изобретательностью, остроумием и, главное, несомненным литературным мастерством». В. Гопман отмечал: «Точный, изящный юмор ситуаций и характеристик, когда мягкий, когда переходящий в сарказм или убийственную иронию, пронизывает всю прозу Варшавского». Сергей Снегов сравнивал сюжеты Варшавского с сюжетами О. Генри. Борис Стругацкий вспоминал:
Современные авторы называют цикл о Дономаге предшественником киберпанка.