Деревянная Ильинская церковь , по-видимому, также стояла на этом месте уже в 16 веке. В подробно описывающей храмы Устюга “Писцовой книге” 1683 года написано: “у Сухоны р. на берегу церковь святого и славного пророка Илии теплая древяная рублена клетцки о дву верхахъ … тое жъ церкви колокольня круглая брусчатая вверхъ шатровой, на ней 6 колоколовъ…”, после чего идет подробное описание убранства.

Согласно надписи на алтарном кресте, 18 августа 1695 года архиепископ Великоустюжский и Тотемский Александр дал благословение на строительство теплой каменной церкви. Вновь построенный храм был освящен в честь иконы Божией Матери Знамение. Указом Устюжского Архиерейского приказа от 1736 года над одноэтажной теплой Знаменской церковью начато строительство холодного Ильинского храма которое было завершено в 1745 году.  В 1918 году решением горисполкома храм передан под производственное предприятие. 12 марта 1930 года начали сбрасывать колокола с колокольни, а 23 июня разбирать и ломать иконостас Ильинской церкви. Сейчас церковь считается действующей, но выглядит скорее слегка заброшенной, хотя и вполне крепкой.

Ильинская церковь – один из типичных примеров стиля культовой русской архитектуры, называемого “устюжским”. Это своеобразный вариант русского барокко 18 века , в котором получила распространение композиция “трапезного” храма с пирамидальным силуэтом, формы которого обогащались заимствованиями из северного деревянного зодчества (что часто отчетливо видно у устюжских колоколен).