У1972 році І. Рамона призвали до Армії оборони Ізраїлю, і він вступив до Льотньої школи. На самому початку навчального курсу в результаті перелому руки він відстав від своїх однолітків на 2 цикли, але потім з успіхом надолужив пропущене. В одному з його навчальних польотів у тренувального літака«Цукіт» (ізраїльська версія реактивного літака СМ-170 Fouga Magister) відмовила система керування, і Рамон з інструктором були змушені покинути літальний апарат. Цей інцидент завершився благополучно — Ілан лише незначно забив ногу, і вже за декілька днів повернувся до лав курсантів-льотчиків. У ходіВійни Судного дня (1973) служив у підрозділірадіоелектронної боротьби. У1974 Ілан Рамон закінчив з відзнакою Льотну школу ВПС Ізраїлю і здобув кваліфікацію льотчика-винищувача.
У1974—76 роках Ілан Рамон після проходження навчального курсу літав на літаку A-4 «Скайхок» у 102-й ескадрильї «Ha-namer ha-meofef» («Літаючий тигр»).
У1976—80 роках після проходження перепідготовки він служив пілотом винищувача «Міраж» IIICJ у 140-й ескадрильї «Nesher ha-zahav» («Золотий орел»). У1980 році ескадрилья, де служив І. Рамон, стала однією з двох перших у ВПС, що отримали на озброєння і освоїли винищувачіF-16. Рамон пройшов курс перепідготовки для польотів на F-16 на базіВПС США Гілл (шт.Юта) у складі 2-ї групи ізраїльських льотчиків. Після повернення ізСША він служив у 101-й ескадрильї «Ha-krav ha-rishona» («Перша винищувальна»), потому перейшов у 110-у ескадрилью «Abirei ha-tsafon» («Лицарі Півночі»).
7 червня1981 року Рамон пілотував один з восьми винищувачів F-16A, що завдали удару поіракському атомному реактору «Озірак», що знаходиться на відстані 17 км на захід відБагдаду (військова операція «Опера»). Він був замикаючим у групі (№ 8), одночасно наймолодшим льотчиком серед учасників операції.
У1981—83 роках І. Рамон був заступником командира 253-ї ескадрильї «Negev», оснащеної винищувачами F-16.
У1983 році Ілан Рамон звільнився з армії для здобуття вищої освіти. Вступив доТель-Авівського університету і закінчив навчання в ньому в1987 році. Брав участь у розробці винищувача IAI Lavi.
У1988 році І. Рамон повернувся до ВПС і дістав призначення на посаду заступника командира 119-ї ескадрильї «Atalef» («Літуча миша»), оснащеної винищувачами-бомбардувальникамиF-4 «Фантом» II. У складі цієї ескадрильї він неодноразово виконував надвисотні розвідувальні політи (на висоті 20—25 км) на літаку RF-4ES.
У1990 році він закінчив курс підготовки командирів ескадрилей. В1990—92 роках служив командиром 105-ї ескадрильї «Akrav» («Скорпіон»), оснащеної літаками F-16.
У1992—94 роках Рамон очолював Відділ літаків у Штабі ВПС Ізраїлю. У1994 році отримав звання полковника і пост начальника Управління розробки і закупівель засобів ведення бою в Штабі ВПС. Цю посаду Рамон обіймав до1998 року, коли його було направлено доСША задля підготовки до космічного польоту.
І. Рамон налітав понад 3000 годин на літаках А-4 «Скайхок», «Міраж» IIICJ и F-4 «Фантом» II, і понад 1000 годин — на літаках F-16 різних модифікацій. Неодноразово здійснював бойові виліти. Двічі вимушено покидав літак у зв'язку з аварією.
У липні1998 року він почав підготовку за програмою спеціаліста з можливого (корисного) навантаження (PS) у Космічному центрі ім. Л. Джонсона. Зі згоди керівникаNASA Рамон як слухач пройшов курс підготовки польотних спеціалістів (MS) разом з астронавтами-кандидатами 17-го набору NASA. Під час підготовки адміністрація NASA зробила виняток для І. Рамона, як досвідченого бойового льотчика, дозволивши здійснювати перельоти з одного центру NASA до іншого на реактивному літаку T-38 Talon (що зазвичай не дозволяється спеціалістам з корисного навантаження) в ролі другого пілота.
Нарешті,28 вересня2000 року І. Рамона було призначено до складу екіпажу місіїSTS-107 як спеціаліста з корисного навантаження.16 січня2003 року Ілан Рамон стартував укосмос у складі місії STS-107, ставши таким чином, першим ізраїльськимастронавтом.
У складі космічного шатлу «Колумбія» Ілан Рамон здійснив 16-денний обліт навколо Землі і1 лютого2003 року під час повернення з польоту за 16 хвилин до запланованого часу посадки на мисуКанаверал трагічно загинув разом з усіма членами екіпажу внаслідок аварії і повного знищення шатлу під час входження до щільних шаріватмосфери.
Батьки Ілана Рамона — батько Еліезер Вольферман (вихідець з Німеччини, уродженецьБерліна), колишній інженер. Помер21 серпня2006 року на 83-му році життя (похований на цвинтарі поселення Омер поблизу Беер-Шеви, де проживав; мати — Тоня Вольферман (уроджена Крепль, походить зПольщі, померла29 березня2003 року після тривалої хвороби).
Ілан Рамон від1986 року був одружений з Роною, викладачем за фахом. У подружжя було четверо дітей: сини Асаф, Таль, Іфтах і дочка Ноа.