19 сентября 2000 года было совершено торжественное освящение закладного камня в основание Ильинского храма, который было решено возвести на Октябрьской площади города. В 2001 году заложен фундамент, однако из-за недостатка средств строительство остановилось. К осени 2003 года были возведены стены храма, началось сооружение сводов.
В конце 2005 года депутат Государственной Думы от Павловского одномандатного избирательного округа Н.М. Ольшанский в память о трагически погибшем сыне Игоре взял на себя попечение о строительстве храма. В ОАО «Минудобрения» было проведено совещание, в работе которого приняли участие архитекторы, представители строительных и коммунальных организаций города. Было решено завершить все работы к престольному празднику — 2 августа, чтобы накануне можно было провести освящение храма. Большая часть средств на возведение церкви выделена химзаводом. Деятельное участие в организации строительства приняли также городская и районная администрации. Красавец храм поистине стал украшением не только Россоши, но и всей Воронежской земли.
1 августа 2006 года Митрополит Воронежский и Борисоглебский Сергий совершил великое освящение храма.