Строительство храма было осуществлено в период между 1846 и 1852 годами по проекту архитектора Александра Михайловича Шестакова. Финансирование строительства обеспечил местный меценат Максим Иванович Хлебников. Архитектурно здание представляет собой небольшое кирпичное сооружение крестообразной формы с шатровой колокольней, расположенной над западной папертью. В 1903 году, согласно проекту архитектора В.К. Филиппова, на месте разобранных боковых приделов были возведены новые.
В советский период храм, как и многие религиозные сооружения, подвергся закрытию и использовался в хозяйственных целях, что привело к утрате значительной части внутреннего убранства. Однако, несмотря на это, здание сохранилось и в последующие годы было возвращено Русской Православной Церкви.
В настоящее время Ильинский храм является действующим и продолжает служить духовным центром для жителей Ильинской Слободы и окрестных территорий.
