Строительство храма было осуществлено в период с 1787 по 1791 годы под руководством архитектора Степана Андреевича Воротилова.Возведение нового храма стало необходимым после разрушительного пожара 1785 года, в результате которого была повреждена прежняя Ильинская церковь, находившаяся на этом месте.
Архитектурный облик храма отличается оригинальностью и гармоничностью. Здание имеет овальную форму в плане с плавно скруглёнными углами и лёгкими ризалитами на продольных и торцовых фасадах. Над основным объёмом возвышается одноглавый восьмерик, завершённый гранёным куполом. С западной стороны к храму примыкает стройная колокольня с крутой барочной кровлей и высоким шпилем. Фасады украшены профилированными карнизами, замковыми камнями и сандриками, что придаёт зданию выразительность и торжественность.
Храм двухэтажный. На первом этаже расположены два придела: северный — в честь пророка Илии, южный — в честь Успения Пресвятой Богородицы. Верхний этаж предназначен для летнего богослужения и освящён в честь Преображения Господня. Внутреннее пространство нижнего храма перекрыто коробовыми сводами, опирающимися на центральный столп, создавая ощущение уюта и камерности. Верхний храм отличается высоким сводом и обилием света благодаря двусветным окнам.
Интерьеры обоих этажей храма украшены настенной живописью. В верхнем храме сохранились росписи в стиле позднего классицизма, выполненные маслом в 1840-х годах. Сюжетные композиции включают «Жертвоприношение Иакова», «Моление о чаше», изображения евангелистов, сцены из жизни апостолов и Богоматери. В нижнем храме росписи относятся к началу XX века и выполнены в позднеакадемической манере. Здесь представлены композиции «Троица», «Распятие», «Положение во гроб», сцены из жизни пророка Илии и Богородицы.
В 1898 году территория храма была обнесена каменной оградой с воротами, выполненными в стиле эклектики. Ограда представляла собой металлическую сетку с диагональными квадратными ячейками, укреплённую на кирпичных столбах. Ворота были оформлены в виде арки с калитками по сторонам.
В 1930-х годах, в период антирелигиозной кампании, храм был закрыт и использовался под механические мастерские. В результате этого использования здание подверглось значительным изменениям: были разобраны завершения храма и верхний ярус колокольни, снесена ограда.
В 1988–1991 годах была проведена реставрация храма. Ограда была воссоздана по проекту архитектора С. В. Демидова. Кирпичные стены здания были отштукатурены и окрашены на фасадах в два цвета с выделением декора побелкой. В 1992 году храм был возвращён верующим и вновь открыт для богослужений.
