Ильинский храм строился в 1760-1770-е годы. На протяжении своей дореволюционной истории имел центральный престол в честь Входа Господня в Иерусалим и два придела. В настоящее время престол в храме один — пророка Божия Илии. Храм представляет собой типичную для эпохи барокко конструкцию «восьмерик на четверике», на восток продолженную гранёной алтарной апсидой, на запад — трапезной частью и колокольней. С юго-западной стороны к храму пристроен двухэтажный дом причта.
Ю.И. Успенский в своём художественно-историческом очерке «Старый Воронеж» в 1922 году писал: «Ильинская церковь является одним из наиболее оригинальных сооружений стиля воронежского барокко, притом в своём внешнем виде почти совсем сохранившимся от перестроек и достроек. Эта церковь представляет из себя, так же как и Петропавловская, обычный тип восьмерик на четверике. Только свод, поддерживающий восьмерик, является значительно более массивным, и в боковом, стоящем на четверике полукруглом фронтоне успели поместиться два больших, с богатыми наличниками, окна. Восьмерик покрыт барочного типа крышей и венчается восьмигранным же барабаном с главкой. Углы восьмерика окаймлены рустованными пилястрами; при гранях его, будто летучие мыши, поместились большие окна с широкими причудливыми наличниками, так напоминающими своей своеобразной формой окна Петропавловской церкви. Напоминают последнюю и пятигранная алтарная часть, и план церкви, в виде креста, боковые части которого образованы низенькими пристойками классического типа, и маленькие главки, расположенные на алтарной части и трапезной. Однако совершенно оригинальна и своеобразна входящая в план церкви колокольня. Низенькая, с шатровым верхом, она также представляет из себя восьмерик, поставленный на куб первого этажа. Грани восьмерика, не занятые проёмами звонов, украшены оригинальными парными, соединёнными вверху арочками, колонками. Колонки посередине имеют перехват и к низу утолщение. Что-то странное и милое видно в этой колокольне. И эти колонки с арочками, и шатровая крыша, и общая её приземистость напоминают что-то далёкое, русское. А её прочие, несомненно, барочные формы дают совершенно неожиданную смесь старорусских форм с барокко».
Воронежские барочные храмы принадлежат, конечно, к памятникам ураинского барокко в его слобожанском варианте (собственно говоря, современная Воронежская область и входила юго-западными своими районами в состав исторической Слободской Украины) с его тяготением к деревянной казацкой архитектуре, вертикальной ориентации и трёхглавию. Обратим внимание на то обстоятельство, что намёк на трёхглавие присутствует и в Ильинском храме: главками увенчаны не только восьмерик и колокольня, но и трапезная часть. Согласно старым описаниям (в том числе — цитированному описанию Успенского) гранёная алтарная апсида была раньше увенчана маленькой главкой. Таким образом, намёк на трёхглавие в храме читался даже без учёта колокольни: главка над алтарём, главка над восьмериком и главка над трапезной. Яркой особенностью Ильинского храма является высокий свод, поддерживающий восьмерик. В его полукруглых боковых частях мы видим по два окна. Они оформлены наличниками, подобными наличниками восьмерика, но ещё более пышными, с выраженными «бровками». Колокольня Ильинской церкви приземиста и устойчива. Она представляет собой давно знакомый нам восьмерик на четверике, укрытый шатром. Но барочное оформление придаёт этой привычной конструкции своеобразие. Особенно хороши сдвоенные колонки с арочками, оформляющие восьмерик. Окна барочного восьмерика Ю.И. Успенский сравнивает с летучими мышами. Волнообразные изгибы широких наличников сдерживаются строгим рустом, оформляющим углы восьмерика.
