Считается, что на месте Ильинско-Тихоновской церкви Ярослав Мудрый убил медведицу и велел «заложить град» в 1010 году. По легенде, князь самостоятельно построил деревянный храм, посвящённый Илье Пророку. Историки нашли подтверждение существования деревянной церкви, но уточняют, что её построили местные жители.
Каменный храм построили в 1825-1832 годах на пожертвования купцов из Ярославля Отрыганьева и Ленивцева. По первоначальному проекту, на обеих звонницах были открытые проёмы, но через несколько лет один из них был заложен. На первом этаже находился Ильинский храм, на втором — Тихоновская церковь, расписанные фресками.
В 1920-е годы было решено сносить храм, но в итоге разобрали лишь боковые звонницы. Сначала в здании открыли склад, потом — общежитие и реставрационные мастерские. На данный момент часть интерьеров церкви утрачена.