Ý tưởng về việc thành lập một khu bảo tồn thiên nhiên ở thượng nguồn sông Pechora như là nhằm bảo tồn loài Chồn zibelin đã được đề xuất vào năm 1915 bởi S. T. Nat, Giám đốc Lâm nghiệp Guberniya Vologda. Khu bảo tồn sau đó được thành lập vào ngày 4 tháng 5 năm 1930 với diện tích ban đầu là 11.350 km vuông. Ranh giới của nó sau đó đã được điều chỉnh vào ngày 30 tháng 7 năm 1931.

Trụ sở chính của khu bảo tồn ban đầu được xây dựng tại làng Ust-Ilych, tại nơi Ilych đổ vào Pechora. Để đến được đó là cực kỳ khó khăn nên vào năm 1935 nó đã được chuyển đến Yaksha nằm ở thượng nguồn Pechora nhưng gần với lưu vực của sông Kama hơn, từ đó có thể dễ dàng đi lại với thế giới bên ngoài.

Năm 1951, khu dự trữ bị thu hẹp đáng kể khi chỉ còn 930 km² nhưng sau đó đã tăng lên thành 7.213 km² vào năm 1959 nhưng nó đã không tiếp giáp với phần đất thấp gần Yaksha đã được tách ra so với vùng núi cao. Để bảo vệ được tốt hơn thì vào năm 1973, một vùng đệm 324 km² đã được hình thành bên ngoài vùng lõi khu bảo tồn và sau đó được tăng lên thêm 330 km² vào năm 1984. Đến năm 1986, Khu bảo tồn thiên nhiên Pechora-Ilych đã được UNESCO công nhận như là một Khu dự trữ sinh quyển của thế giới.

Năm 1995, khu vực rộng lớn diện tích rừng bao gồm cả Khu bảo tồn thiên nhiên Pechora-Ilych và Vườn quốc gia Yugyd Va ở phía bắc đã được công nhận bởi UNESCO như là một Di sản thế giới với tên gọi chung là Rừng nguyên sinh Komi.