Здание храма Ильи Пророка было возведено в Сызрани в 70-х годах XVIII века на противоположном берегу р. Крымзы, к северу от Сызранской крепости. Композиционно каменный храм относится к нарышкинскому барокко.Для Крымзенской слободы храм стал не только украшением исторической части Сызрани, но и композиционным центром, на который была ориентирована вся его застройка. Также храм помогал визуально соединить две части города, расположенного по обеим сторонам реки, воображаемым треугольником, который образовывали также Христорождественский собор и Успенская церковь.
Здание Ильинской церкви пережило много невзгод. В разрушительном для Сызрани пожаре 1906 г. каменная церковь обгорела, но уже в ближайшее время была полностью восстановлена в былом великолепии и даже была несколько расширена.
После революционных событий 1917г. церковь оказалась захвачена обновленцами, но их община просуществовала недолго – после ее распада церковь закрылась. Здание Ильинской церкви использовалось в годы советской власти под хозяйственные нужды, а с 1940 года было сдавалось в аренду заводу «Сызраньсельмаш».
Только в 1993 году церковь была возвращена общине православных верующих. На данный момент в храме продолжаются восстановительные работы.