Деревянный храм во имя святого пророка Илии в селе Килемары был построен в 1905 году. Село в тот период относилось к Яранскому уезду Вятской губернии. Храм возводился как однопрестольный, в традиционных формах деревянного зодчества с использованием каменного фундамента.
В октябре 1939 года храм был закрыт советскими властями. Верхние части здания были разобраны, а в сохранившейся нижней части в разные периоды размещались клуб, призывной пункт и школьный спортзал. В таком состоянии здание просуществовало до 1990-х годов.
В 1995 году здание было возвращено Русской Православной Церкви. В ходе восстановительных работ были реконструированы утраченные завершения, построена шатровая колокольня. 13 августа 1995 года храм был освящен епископом Йошкар-Олинским и Марийским.
В ночь на 30 марта 2010 года, во вторник Страстной седмицы, произошел пожар, полностью уничтоживший деревянное здание храма. Богослужения временно перенесли в молельную комнату Дома трудолюбия.
В 2012 году началось строительство нового каменного храма на месте сгоревшего. Фундамент был заложен летом 2012 года, к 2013 году возведены кирпичные стены. В ноябре 2019 года на храм были установлены купола с крестами. 4 октября 2020 года состоялось освящение нового каменного храма, которое совершили митрополит Йошкар-Олинский и Марийский и епископ Альметьевский и Бугульминский.
Архитектурное решение нового храма выполнено в неорусском стиле начала XX века, с элементами, близкими к работам архитектора И.Е. Бондаренко. Храм является однопрестольным, освященным во имя святого пророка Илии.
