Первые упоминания об Ильинском храме можно найти в писцовой книге 1627 года, где говорится о двух деревянных церквях, стоящих рядом на Старом посаде: Никольской и Ильинской. Отмечается, что в Ильинской церкви не велось пение. К концу XVII века храм обветшал, и его заменили новым деревянным зданием, в котором в память о закрытой Никольской церкви устроили Никольский придел. Эта Ильинская церковь функционировала до начала XIX века, когда её перестроили в камне. Средства на строительство предоставил купец Дмитрий Какушкин с сыновьями. Работы длились десятилетиями: Скорбященский придел освятили в 1820 году, главный престол в 1848 году, а Никольский придел в 1858 году. Трёхъярусная колокольня была построена позже, в 1866 году.

С учётом хронологии можно предположить, что это ампирный храм с мощной ротондой на четверике, украшенный треугольными фронтонами и рустом. Ротонда имеет 12 полуциркульных окон, символизирующих 12 апостолов и 12 месяцев года. В советское время Ильинский храм оставался действующим до 1941 года, когда его разграбили и закрыли. Здание использовали как склад, а позже оно было заброшено. К 2002 году, когда храм передали новой православной общине, он находился в плачевном состоянии. Храм, стоящий на высоком холме и видный издалека, разрушался. На крыше росли деревья, кровля прохудилась, стены покрылись трещинами, местами был выломан кирпич, везде лежал мусор, а вокруг разрослись трава и кустарник. С 2003 года в церкви возобновились богослужения, одновременно ведутся ремонтные работы в здании и на колокольне. Постепенно благоустраивается территория и восстанавливается церковная ограда.