한국전쟁기에 중위로서 L-4연락기와 F-51전폭기를 조종하여 많은 전공을 세우고 전사하였다. 한국전쟁 초기에 이일영 소위는 L-4연락기로 적 상공을 정찰하고 전단을 살포하며 연락비행 임무를 주로 수행하였다.
그러던 중 1950년 9월 1일에는 대구·영천지구 일원에 은신하고 있던 적 병력 수백 명을 색출 격멸하는 공을 세웠다. 1951년 10월 25일부터는 F-51 전폭기로 동해안에 출격하여 전공을 세우기도 하였다.
그가 43회째 출격하던 1952년 1월 9일 원산지구 적 보급품이 쌓여 있는 곳을 공격하다 금성 북방 창도리 상공에서 적 대공포를 맞아 전사하였다.
전사 후 충무무공훈장, 공비토벌기장, 대통령 수장·유엔종군기장이 수여되었고, 중위로 1계급 특진되었다. 경상북도 안동시 도산면 이일영 공원 내에 그의 흉상이 있다.