Viorel Ilie absolvit Facultatea de Electrotehnică, specializarea Automatizări şi Calculatoare, din cadrul Institutului Politehnic ''Gheorghe Asachi'' din Iaşi (1984-1989) şi a efectuat două programe de masterat: Gestionarea Resurselor în Administraţia Publică, la Universitatea ''George Bacovia'' Bacău (oct. 2008 - iun. 2010) şi Comunicare, Creativitate şi Competenţe Psihosociale în Organizaţii, la Universitatea ''Petre Andrei'' din Iaşi (oct. 2009 - iun. 2011), conform www.senat.ro. A absolvit cursul ''Înalţi funcţionari publici'', organizat de Agenţia Naţională a Funcţionarilor Publici - ANFP (dec. 2011 - mai 2012) şi cursul de ''Politică externă şi diplomaţie'', organizat de Institutul Diplomatic Român (apr. - sept. 2012).
A fost inginer la: Combinatul Petrochimic Borzeşti (sept. 1989 - febr. 1990); Trust Foraj Extracţie Moineşti (febr. 1990 - mart. 1991); Centrul de Calcul şi Lucrări Auxiliare Bucureşti (mart. 1991 - oct. 1991); S.P. Modarzau (oct. 1991 - iun. 1997). A deţinut poziţia de şef serviciu informatică în cadrul S.N. Petrom Sucursala Moineşti, apoi a fost director S.C. Trust Incom SRL Moineşti (ian. 2000 - iun. 2008), potrivit www.senat.ro.
A fost primar al Municipiului Moineşti, în perioada 23 iunie 2008 - 13 ianuarie 2017.
La alegerile legislative din 11 decembrie 2016, a fost ales senator în circumscripţia electorală nr. 4 din Bacău, pe listele formaţiunii Alianţa Liberalilor şi Democraţilor, fiind validat în funcţie la 21 decembrie 2016. Este membru în Comisia pentru Afaceri Europene (de la 22 dec. 2016) şi în Comisia pentru dezvoltare şi strategie economică (de la 5 ian. 2017). A fost liderul grupului parlamentar al ALDE de la Senat (până la 10 apr. 2017).
La 26 martie 2017, Biroul Politic Central al ALDE a decis să îl propună pentru funcţia de ministru pentru Relaţia cu Parlamentul pe liderul grupului senatorilor ALDE, Viorel Ilie, în locul Graţielei Leocadia Gavrilescu, propusă pentru funcţia de ministru al Mediului şi viceprim-ministru. A depus jurământul de învestitură în această funcţie la 3 aprilie 2017. La 14 iunie 2017, şi-a înaintat demisia din funcţie, alături de majoritatea membrilor Cabinetului Grindeanu. La 21 iunie 2017, Guvernul Grindeanu a fost demis prin Moţiune de cenzură.
La 28 iunie 2017, Viorel Ilie a fost propus ministru pentru Relaţia cu Parlamentul în guvernul condus de Mihai Tudose, fiind învestit în funcţie la 29 iunie 2017.
La 15 ianuarie 2018, Mihai Tudose şi-a înaintat demisia din funcţia de prim-ministru al României, după retragerea sprijinului politic în cadrul Comitetul Executiv Naţional (CExN) al PSD. La 16 ianuarie 2018, preşedintele Klaus Iohannis a anunţat că l-a desemnat premier interimar pe Mihai-Viorel Fifor, ministru al Apărării Naţionale, iar la 17 ianuarie 2018, a desemnat-o pe Viorica Dăncilă, propusă de PSD, pentru funcţia de prim-ministru.
