Сонин Илья Святославович ведёт активную научно-исследовательскую деятельность. Участвует в научных заседаниях СНК кафедры госпитальной терапии при Рязанском государственном медицинском университете.
На ежегодной научно-теоретической конференции, 2018 г. научная работа Ильи Святославовича, посвящённая паранеопластическому синдрому, получила второе место.