Родился 11.9.1920 в деревне Жуково ныне Сафоновского района Смоленской области в семье крестьянина. Русский. Член КПСС с 1943.Окончил неполную среднюю школу в пгт Жаворонки Одинцовского района Московсковской области, школу ФЗУ при одном из заводов, аэроклуб. Работал на заводе медником.

В Советской Армии с 1939. В 1940 окончил Борисоглебскую военно-авиационную школу.

С началом Великой Отечественной войны на фронте.

Командир эскадрильи 196-го истребительного авиационного полка (324-я истребительная авиационная дивизия, 7-я воздушная армия, Карельский фронт) капитан Билюкин к ноябрю 1944 совершил 418 боевых вылетов, в 35 воздушных боях сбил лично 22 самолета противника и 1 в группе.

Звание Героя Советского Союза присвоено 2.11.44.

Окончил в 1948 КУОС ВВС, в 1957 — Военно-воздушную академию. С 1966 полковник Билюкин — в запасе.

Награжден орденами Ленина, Красного Знамени, Александра Невского, Отечественной войны 1 степени, 3 орденами Красной Звезды, медалями.

Умер 24.10.1966. Похоронен в Москве.