Первое документальное упоминание о храме относится к 1628 году, когда в окладных книгах патриаршего казённого приказа зафиксирована деревянная церковь святого пророка Илии, находившаяся в вотчине князя Ивана Гундорова.
В 1814 году село Зименки пострадало от пожара, в результате которого сгорела и деревянная церковь. На следующий год, в 1815 году, на средства прихожан и помещика М.В. Култашева был возведён новый каменный храм во имя Илии Пророка с приделом Николая Чудотворца. Архитектура нового здания отражала строгие формы барокко: двусветный четверик с крутой четырёхгранной купольной кровлей, завершённой главкой на двухъярусном световом восьмерике. Алтарь имел почти квадратную форму с апсидой на восточном фасаде, а трапезная была прямоугольной и чуть шире основного объёма. Трёхъярусная колокольня состояла из последовательно уменьшающихся в плане четвериков, завершённых высоким шпилем.
После 1853 года к паперти Ильинской церкви была пристроена двухэтажная колокольня. В 1856–1860 годах, на средства помещика Андрея Ивановича Чихачёва и пожертвования царской семьи, к югу от Ильинской церкви была сооружена церковь Рождества Пресвятой Богородицы. Таким образом, в селе сформировался храмовый комплекс, включающий два кирпичных храма, расположенных на возвышенном берегу реки Сибирянка.
В конце XIX – начале XX века село Зименки являлось центром Зименковской волости Ковровского уезда Владимирской губернии. В 1859 году в селе числилось 30 дворов, а в 1905 году – 29 дворов. С 1875 года в селе функционировала земская школа, располагавшаяся в собственном здании.
