Церковь доминирует в панораме, открывающейся с берега реки. Западными фасадами здания обращены к Севастьяновскому съезду. Небольшой прямоугольный церковный участок укреплен со стороны съезда подпорными стенками с остатками ограды; с противоположной восточной стороны отделен от улицы Володарского (бывшего Вознесенского лога) гаражами. Первая церковь на этом месте была построена, очевидно, одновременно с основанием города, так как известно, что в 1642 году она была уже очень ветхой. Деревянные церкви многократно горели и перестраивались. В 1767-1770 годах вместо деревянной выстроена существующая кирпичная церковь. Она была освящена во имя Входа Господня в Иерусалим. Над царскими вратами находилась Тихвинская икона Божией Матери в серебряном позолоченном окладе, которую раз в неделю, по средам, при помощи специального механизма спускали вниз к прихожанам. В 1771 году
в церкви был освящен правый придел во имя пророка Илии. По нему храм стал именоваться Ильинским. Это название впоследствии вытеснило основное и дало имя городскому холму и съезду. В начале октября 1809 года в этой церкви был крещен А.В. Кольцов - будущий известный поэт. Между 1810 и 1812 годом «по обещанию» купца И. Рындина в церкви был устроен еще один, левый придел в честь священномученика Антипы - епископа Пергамского. В первой половине XIX века сооружены существующая трапезная и колокольня. В последней трети XIX века к колокольне пристроено здание церковно-приходской школы.

ЗДАНИЕ ЦЕРКВИ состоит из разновременных частей, сильно отличающихся стилистикой. Наиболее старый основной объем церкви и апсида при нем выполнены в формах барокко. Остальные части церкви - трапезная и колокольня с пристроенными по сторонам притворами, а также руинированные портики у северного и южного входов в храм - тяготеют к классицизму. Шатровое завершение колокольни, появившееся, очевидно, во второй половине XIX века, относится к русскому стилю.

Объемная композиция храмовой части типа «восьмерик на четверике» характерна для воронежских храмов середины XVIII века. Стены двусветного четверика, разделенные карнизом на ярусы, завершены полукружиями. Высокий купол восьмерика увенчан малым восьмеричком с главкой. Необычна крупная семигранная апсида. Грани апсиды и восьмерика обработаны сдвоенными рустованными лопатками, четверика - огибающими лопатками. Очень красивы широкие волнистые рамы наличников вокруг окон с лучковыми перемычками. Наличники хорошо сохранились в верхних ярусах храма, в первом ярусе и апсиде ясно читаются лишь их следы несколько иного рисунка.

Поперечно вытянутая трапезная завершена небольшой купольной ротондой. Ее стены, прорезанные высокими окнами с лучковой перемычкой, декорированы лишь лопатками.

Трехъярусная колокольня с верхним ярусом в виде восьмерика разделена широкими карнизами и завершена шатром со слухами. В декоре использованы подобные храмовым рустованные лопатки, а также архивольты крупных арок звона. Необычны приставные арки на диагональных гранях восьмерика с сильно расширяющимися книзу колоннами. Портик у входа в колокольню с квадратными угловыми колоннами и треугольным фронтоном сохранился значительно лучше, чем у входа в храм.

Внутри широкая, разделенная на три нефа, трапезная противопоставлена высокому подкупольному пространству храмовой части церкви.

ЦЕРКОВНОПРИХОДСКАЯ ШКОЛА - двухэтажное кирпичное прямоугольное в плане здание вплотную примыкает к южной стене колокольни, выступая на западном фасаде. Первый этаж здания несколько ниже второго. В тщательно проработанном эклектичном декоре использованы мелкие штукатурные профили. Здание опоясано массивным венчающим карнизом с аркатурой и сухариками, а также межэтажным карнизом, отделяющим рустованное поле стены первого этажа. Руст, рамочные наличники с замковыми камнями, филенчатые лопатки на углах использованы лишь в декоре фасадов, обращенных к улицам. Вход в здание - со двора.

С 1930-х годов оба здания использовались в качестве хранения архивов, до 2000 года здесь размещалось фондохранилище Государственного архива Воронежской области. Со 2 августа (день престольного праздника) 2000 года в церкви начались богослужения. Проведена ее реставрация.