Ilja Mihajlovics Frank szovjet fizikus volt. 1958-ban Pavel Cserenkovval és Igor Tammal megosztva fizikai Nobel-díjat kapott „a Cserenkov-effektus felfedezéséért és értelmezéséért”.
Miután 1930-ban diplomát szerzett a Moszkvai Állami Egyetemen (ahol Szergej Ivanovics Vavilov tanítványa volt), először Leningrádba ment Alekszandr Terenin professzorhoz (1896–1967), majd 1934-ben Leningrádba költözött a Szovjet Tudományos Akadémia Lebegyev Intézetébe. 1935-ben habilitált, majd 1944-ben professzori rangra emelték. 1941-ben a Lebegyev Intézet magfizikai laboratóriumának vezetője lett, majd 1957-ben a Dubnai Atommagkutató Központ neutronlaboratóriumának igazgatójává is nevezték ki.
A fotolumineszcenciával és a fotokémiával kapcsolatos kezdeti vizsgálatokat követően 1934-ben Skobeltzynnel kezdte el magfizikai munkáját. Fő munkájában a gamma-sugarak páralkotását vizsgálta, valamint a gamma-sugarak mérésével és alkalmazásával kapcsolatos problémákat vizsgálta, és lefektette a Cserenkov-effektus megértésének elméleti alapjait.
Frank 1958-ban Pavel Alekszejevics Cserenkovval és Igor Jevgenyevics Tammmal együtt megkapta a fizikai Nobel-díjat „a Cserenkov-effektus felfedezéséért és értelmezéséért”.
