İlhan Kesici 22 Kasım 1948 tarihinde Nuri ve Kesici çiftinin çocuğu olarak Sivas'ın Zara ilçesinde doğdu.
İlk, orta ve lise öğrenimini Sivas'ta bitirdi.
Orta Doğu Teknik Üniversitesi Endüstri Mühendisliği bölümünden mezun oldu ve yüksek lisansını aynı fakültede tamamladı.
Birleşik Krallık'ta bulunan Bradford Üniversitesi Proje Planlaması Merkezinde "Ekonomik Kalkınma ve Altyapı Projeleri" ve Londra Kraliyet Kamu Yönetimi Enstitüsünde "Kamu Yüksek Yöneticiliği" eğitimleri aldı.
1972 ve 1977 yılları arasında Devlet Demiryolları'nda Proje Başmühendisliği ve Daire Başkan yardımcılığı görevlerini üstlendi.
1977 ve 1981 yılları arasında Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) İktisadi Planlama Dairesi Ulaştırma-Haberleşme Sektörü Uzmanı olarak çalıştı.
1981 ve 1984 yılları arasında Devlet Planlama Teşkilatında Kamu Yatırımları Daire Başkanı oldu.
1984 ve 1985 yılında Devlet Planlama Teşkilatı'nda Koordinasyon Genel Müdürü oldu.
1985-1987 yıllarında Devlet Planlama Teşkilatı Avrupa Topluluğu Nezdinde Daimi Delegasyon Başkan Yardımcılığı, 1987-1990 yıllarında Müsteşar Müşaviri, 1991 ve 1993 yıllarında DPT Müsteşarlığı yaptı.
Aralık 1991 ve Ağustos 1993 tarihleri arasında Bakanlar Kurulu kontenjanından Yükseköğretim Kurulu (YÖK) Üyeliği yaptı.
İlhan Kesici 1995 Türkiye genel seçimleri'nde Genel Başkanlığını Mesut Yılmaz'ın üstlendiği Anavatan Partisi'nden (ANAP) Bursa milletvekili olarak meclise girmeden önce 1994 Türkiye yerel seçimleri'nde ANAP İstanbul belediye başkan adayı oldu.
Ancak %22 oy alarak Refah Partisi'nin (RP) adayı Recep Tayyip Erdoğan'a yenildi.
20. dönemde Dış İlişkiler Komisyonu, NATO Parlamenter Asamblesi Türk Grubu ve Türkiye-Avrupa Birliği Karma Parlamento Komisyonu Üyeliği yaptı.
22 Mayıs 2007 tarihinde Cumhuriyet Halk Partisi'ne (CHP) katıldı ve 2007 Türkiye genel seçimleri'nde CHP İstanbul 1. bölge milletvekili olarak meclise girdi.
23. dönemde de Türkiye-Avrupa Birliği Karma ve Parlamento Komisyonu Üyesi oldu.
Ağustos 2009 tarihinde CHP Grubu adına Türkiye Büyük Millet Meclisi Başkanılığına aday gösterildi fakat seçilemedi. 28 Eylül 2010 tarihinde partisinden istifa etti.
2015 yılında CHP'ye tekrar katıldı ve hiçbir partinin tek başına iktidar olmak için gereken sandalye sayısını geçemediği Haziran 2015 Türkiye genel seçimleri'nde CHP İstanbul milletvekili olarak meclise girdi.
Ağustos 2015 tarihinde İlhan Kesici, seçim hükümeti kurmakla görevlendirilen Adalet ve Kalkınma Partisi (AK Parti) Genel Başkanı Ahmet Davutoğlu tarafından bakanlık teklifi gönderilen beş CHP'li politikacı arasında yer aldı.
Diğer beş CHP'li gibi Kesici de Davutoğlu'nun gönderdiği bakanlık teklifini reddetti.
Kasım 2015 Türkiye genel seçimleri'nde tekrar CHP İstanbul milletvekili olarak meclise girdi.
Bu dönemde Avrupa Konseyi Parlamenter Meclisi Türkiye Delegasyonu Üyesi olarak görev yapmaktadır.
Türkiye Cumhuriyeti'nin 9. Cumhurbaşkanı Süleyman Demirel'in kardeşi Şevket Demirel'in kızı Binhan Demirel'le evlidir.
1 çocuk babasıdır. İyi derecede İngilizce bilmektedir.