Умение просто писать о сложнейших проблемах взаимодействий и рассогласований между психологией и физиологией основано на фундаментальных знаниях Е. П. Ильина как в области психологии, так и в области физиологии. Глубокому знанию физиологии способствовало базовое медицинское образование Евгения Павловича. Физиологические свойства он стал изучать и описывать еще в начале своего научного творчества, будучи студентом Ленинградского санитарно-гигиенического медицинского института. В 1957 году Е. П. Ильин блестяще защитил дипломную работу по физиологии и получил диплом врача. Важно подчеркнуть, что глубокие знания физиологии, биологии, анатомии, морфологии человека, полученные Е. П. Ильиным в процессе базового медицинского образования, явились основой его дальнейших психофизиологических и психологических трудов, что подчеркивал сам Евгений Павлович. Медицинское образование, увлечение в молодости спортом, занятия в группе выдающегося тренера В. И. Алексеева, устойчивый интерес к спорту на протяжении всей жизни позволяли Евгению Павловичу легко преодолевать многие иллюзии, сопровождающие ученых при изучении ими проблемы стиля деятельности. Вместе с тем он видел и изучал множество действительных проявлений типологических свойств в спортивной деятельности. Например, в спортивных играх – в большей или меньшей успешности в начале, середине, конце встречи, при успешной игре, при проигрываемой, при выполнении штрафных бросков в баскетболе; в циклических видах – в раскладе сил при прохождении дистанции; в фехтовании – в выборе оружия и т. д.
Решению проблемы взаимосвязей физиологического и психического уделено большое внимание в многочисленных статьях Е. П. Ильина и сотрудников созданной в 1970 году и бессменно возглавляемой им лаборатории психофизиологии физического воспитания в Ленинградском государственном педагогическом институте им. А. И. Герцена (ЛГПИ, сегодня – Российский государственный педагогический университет, РГПУ). Судя по «Библиографическому указателю» работ сотрудников этой лаборатории, опубликованному в Ереване в 1981 году, за первые десять лет деятельности лаборатории ее сотрудниками опубликовано 211 работ, 56 из которых (в том числе – 25 в соавторстве) принадлежат Е. П. Ильину. Большинство этих работ посвящено исследованиям различных аспектов взаимосвязей физиологического и психического в физической культуре и спорте.