Храм в с. Полукотельниково был сооружен на средства прихожан, освящен 23 июля 1895 г. во имя св. пророка Илии. В течение ряда лет он был приписным к Ильинской церкви с. Котельниково, лишь 1899 г. был набран самостоятельный причт Ильинского храма с. Полукотельниково. При церкви действовала церковно-приходская школа.
Духовенство Ильинского храма заботилось о нравственном воспитании прихожан. В 1910 г. священник Павел Косминский создал в селе общество трезвости. Самым главным требованием к его членам был отказ от употребления спиртных напитков. Устраивались беседы о вреде пьянства, распространялись книги и брошюры, инициировалось устройство чайной, читальни, библиотеки, проведение школьных и семейных вечеров, оказание взаимопомощи. Были устроены ясли для детей.
Храм был деревянный, одноэтажный, с одной главой, покрытой железом, крест на ней железный позолоченый, наружная поверхность окрашена по дереву, паперть закрытая, на деревянных столбах. Колокольня также деревянная, двухярусная, с шестью колоколами. Иконостас был деревянный, золоченый, трехярусный, с 20 иконами. В 1932 г. церковь была закрыта. В годы Великой Отечественной войны богослужения в церкви возобновились. С 1944 г. Ильинский храм функционирует постоянно. Храм поставлен на охрану как памятник культовой архитектуры регионального значения.
