Первое упоминание о храме в селе Ильинском относится к 1550 году, когда село находилось во владении князя Ивана Фёдоровича Мстиславского, воеводы при царе Иване IV. В тот период здесь существовала деревянная церковь во имя Пречистой Богородицы Одигитрии с шатровым завершением и приделом Пророка Илии. В писцовой книге Кашинского уезда 1678 года зафиксировано, что храм принадлежал Архангельскому собору Московского Кремля, при нём числились два поповских двора, двор пономаря и двор просвирницы.
В 1780-х годах село Ильинское перешло в ведение Коллегии экономии, а существовавшая там церковь была освящена во имя Пророка Илии. Каменный храм Смоленской иконы Божией Матери с приделами Николая Чудотворца и Михаила Архангела возвели в 1796 году. Архитектурное решение включало трёхсветный четверик с пятиглавием, алтарной апсидой, трапезной частью и колокольней со шпилем.
По данным 1806 года, в храме имелись приделы Илии Пророка и Николая Чудотворца. К 1887 году церковь стала четырёхпрестольной: главный престол в холодном храме освящён в честь Смоленской иконы Божией Матери, в тёплой трапезной части - Пророка Илии, Николая Чудотворца и Архистратига Михаила. Приход насчитывал более 20 деревень, 397 дворов с 2846 прихожанами.
В 1899 году при храме действовали две земские школы - в селе Ильинском и деревне Аннино. Причт состоял из священника, диакона и псаломщика. При церкви существовала библиотека с собранием святоотеческих творений и духовных журналов. Храм получал доход от сдачи в аренду церковных домов и семи каменных лавок, валовый доход составлял 2500 рублей в год.
В 1929 году храм был закрыт для богослужений. Возобновление церковной жизни произошло в 1997 году. С 2000 года богослужения стали совершаться регулярно. В настоящее время храм продолжает восстанавливаться при участии прихожан и благотворителей.
