Eilis Dillon wurde am 7. März 1920 in Galway, Irland, als eine einflussreiche irische Autorin geboren. Sie war das dritte Kind von Thomas und Geraldine Dillon und die Nichte des berühmten Dichters Joseph M. Plunkett. Dillon wuchs außerhalb von Galway auf und zog später in das kleine Dorf Barna, wo sie ihre Grundschulbildung von einer örtlichen Schule erhielt und Irisch sehr gut lernte.
Dillons literarisches Schaffen zeichnete sich durch ihre produktive Schreibweise aus, mit mehr als 50 Büchern, die in über 14 Fremdsprachen übersetzt wurden. Sie wurde vor allem für ihre Kinderbücher und Teenager-Kriminalromane berühmt, darunter die Inspector-Kenny-Mystery-Reihe und zahlreiche Einzelbände. Dillon schrieb auch mehrere Bilderbücher, Kapitelbücher und Sachbücher und gab sogar eine Anthologie mit dem Titel Book of Wise Animals heraus.
Eilis Dillon wurde in eine Familie mit reichem kulturellen Hintergrund geboren. Ihr Vater, Thomas Dillon, war ein Chemieprofessor an der University College Galway, während ihre Mutter, Geraldine Plunkett, die Schwester des Dichters Joseph Mary Plunkett war, eines der sieben Unterzeichner der Irischen Republik. Dillon wurde am Ursulinenkonvent in Sligo unterrichtet und wurde in das Hotel- und Cateringgewerbe in Dublin geschickt.
1940, im Alter von 20 Jahren, heiratete Dillon einen 37-jährigen Corkman namens Cormac Ó Cuilleanáin. Ihr Mann wurde Professor für Irisch an der University College Cork, und Dillon hatte schon immer Gedichte und Geschichten geschrieben. In den Abständen zwischen der Erziehung von drei Kindern und der Leitung eines Studentenwohnheims für die Universität entwickelte sie ihr Schreiben zu einer hocherfolgreichen professionellen Karriere. Dillon begann mit Kinderbüchern in Irisch und Englisch und wechselte dann zu Romanen und Kriminalgeschichten. Über zwanzig ihrer Bücher wurden von Faber and Faber veröffentlicht, wobei sie kritische Anerkennung und eine breite Leserschaft gewann. Ihre Arbeit wurde in vierzehn Sprachen übersetzt.
In den 1960er Jahren veranlasste das schlechte Gesundheitszeugnis ihres Ehemanns seinen vorzeitigen Ruhestand und den Umzug nach Rom. Er starb 1970. Dillons großer historischer Roman über den Weg zur irischen Unabhängigkeit im 19. und frühen 20. Jahrhundert, Across the Bitter Sea, wurde 1973 von Hodder & Stoughton in London und Simon & Schuster in New York veröffentlicht. Es wurde sofort ein Bestseller. 1974 heiratete Dillon Vivian Mercier, Professor für Englisch an der University of Colorado at Boulder. Sie zogen nach Kalifornien, als Vivian auf einen Lehrstuhl an der University of California, Santa Barbara, berufen wurde. Sie verbrachten jeden Winter in Kalifornien, bis Vivian 1987 in den Ruhestand trat, und kehrten dann nach Irland zurück, um den Frühling und Sommer zu verbringen.
Dillon engagierte sich in einer Reihe öffentlicher und kultureller Organisationen. Sie saß im Arts Council, der Internationalen Kommission für Englisch in der Liturgie, der Irish Writers' Union und dem Irish Writers' Centre. Sie war Fellow der Royal Society of Literature und Mitglied von Aosdána, der staatlichen Akademie von Schriftstellern, Künstlern und Komponisten. Sie hatte jahrelang für die Einrichtung einer solchen Körperschaft plädiert.
Trotz persönlicher Verluste und nachlassender Gesundheit schrieb Dillon bis zu den letzten Monaten ihres eigenen Lebens weiter. 1992 wurde ihr von der University College Cork ein Ehrendoktorat verliehen.