Первое документальное упоминание о церкви в селе Дыдылдино относится к 1627 году. В писцовых книгах того времени отмечается существование деревянной церкви во имя пророка Илии, которая к тому моменту уже была ветхой и обветшавшей. Село в этот период находилось в запустении.
В 1631–1632 годах на месте обветшавшей церкви была построена новая деревянная церковь во имя того же пророка Илии. Строительство осуществлялось в период, когда село Дыдылдино являлось вотчиной Вознесенского девичьего монастыря, основанного предположительно в начале XV века супругой Дмитрия Донского Евдокией Дмитриевной.
К 1646 году в селе насчитывалось четыре крестьянских двора. К 1678 году их число возросло до восьми, а в 1704 году — до двенадцати, с общим населением в 49 человек. Это свидетельствует о постепенном восстановлении и развитии села после периода запустения.
В 1745 году в селе была выстроена новая деревянная церковь на каменном фундаменте с колокольней. Однако, в отличие от предыдущих храмов, она была освящена во имя Рождества Пресвятой Богородицы. Причины переосвящения храма на данный момент не установлены.
В 1895 году, на средства действительного статского советника Ивана Андреевича Колесникова, началось строительство нового каменного храма. Колесников, занимавший должность директора правления Никольской мануфактуры Морозовых, имел небольшое имение в сельце Пронине, входившем в состав того же прихода. Закладка здания состоялась в 1895 году, и вскоре на расстоянии полукилометра к юго-востоку от старой деревянной церкви был выстроен новый каменный тёплый храм с колокольней. 18 августа 1896 года он был освящён.
Архитектурный облик нового храма выдержан в древнерусском стиле с использованием приёмов и форм архитектуры XVI–XVII веков. Фасады насыщены декоративными элементами, почти не имеют гладких плоскостей, что придаёт зданию богатую светотеневую проработку. Иконы для храма написал художник Стороженко, а в 1899 году на средства семьи Колесниковых мастер Ерзунов выполнил настенные росписи.
В советский период храм, как и многие другие религиозные сооружения, подвергся закрытию и использовался не по назначению. Однако в 2005 году Ильинский храм был освящён чином великого освящения.
В настоящее время Ильинский храм в деревне Дыдылдино является действующим и продолжает служить духовным центром для местного населения. При храме действуют воскресные школы для взрослых и детей, а также библиотека с обширным выбором православной литературы.
