Окончил лечебный факультет Кубанский медицинский институт им. Красной Армии в 1977 году.
С 1977 года – аспирант кафедры биохимии, в 1982 году защитил кандидатскую диссертацию, в 2001 – докторскую. С 1980 г. ассистент, с 1992 г. – доцент, с 2002 г. – профессор, с 2004 г. – заведующий кафедрой фундаментальной и клинической биохимии.
В настоящее время является деканом стоматологического факультета, а также возглавляет кафедру фундаментальной и клинической биохимии ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России.
Результаты исследований опубликованы в 530 научных работах, значительная часть из которых в изданиях, индексируемых в международных системах цитирования (Scopus, Web of Science), является соавтором девяти монографий. Получено 13 патентов Российской Федерации на изобретения.
Его научные труды и изобретения активно используются в учебном процессе и в практике здравоохранения в Республике Адыгея (ГБУЗ Республики Адыгея «Адыгейская республиканская клиническая стоматологическая поликлиника»), Республике Карачаево-Черкесии (РГБ ЛПУ «Республиканская стоматологическая поликлиника»), Ставропольском крае (МБУЗ «Буденновская районная больница», МБУЗ «Ипатовская районная больница», МБУЗ «Шпаковская стоматологическая поликлиника»), Краснодарском крае (Краевая клиническая больница №1 имени профессора С. В. Очаповского, Краснодарский краевой клинический госпиталь для ветеранов войн имени профессора В. К. Красовитова), клинике и лаборатории Кубанского государственного медицинского университета, Ростовского государственного медицинского университета, Дагестанской государственной медицинской академии, Астраханского государственного медицинского университета, Московского государственного медико-стоматологического университета.
Под научным руководством Ильи Михайловича подготовлено 7 докторов и 30 кандидатов наук. Его ученики неоднократно становились лауреатами международных, всероссийских и краевых конкурсов, стипендиатами Президента РФ, Правительства РФ, администрации Краснодарского края. В настоящее время под руководством профессора Быкова И.М. ведётся подготовка 2 докторантов, 7 аспирантов и соискателей учёных степеней, работают 3 поколения исследователей, а также их воспитанники.
И.М. Быков является председателем диссертационного совета при ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России (специальности: 3.1.7 – стоматология, 3.3.3 – патологическая физиология, 1.5.4. – биохимия), входит в состав редакционных коллегий 4-х журналов: «Кубанский научный медицинский вестник», «Вестник РУДН. Серия Медицина», «Вопросы питания», «Инновационная медицина Кубани».
За последние пять лет Быков И.М. был организатором и участником 7 международных, 12 всероссийских, 18 региональных научно-практических конференций.
За достижения в научной и педагогической деятельности, И.М. Быкову присвоено почётное звание «Заслуженный работник здравоохранения Кубани» (1990 г.), «Заслуженный деятель науки Кубани» (2014 г.), почётное звание «Заслуженный деятель науки России» (2018 г.), награжден нагрудным знаком «Отличник здравоохранения» (2007), Благодарностью главы администрации Краснодарского края (2010), медалью «За заслуги перед стоматологией I и II степени» (2013), Почётной грамотой администрации Краснодарского края (2016), Грамотой Законодательного собрания Кубани (2020 г.).