Первоначально небольшой деревянный храм во имя святого Пророка Божия Илии был сооружён в 1662 году в селе Дубровицы, принадлежавшем роду князей Голицыных. В 1690 году в связи с возведением в Дубровицах нового храма Зна́мения Пресвятой Богоро́дицы церковь Пророка Илии была по повелению тогдашнего помещика Бориса Голицына перенесена в деревню Лемешово, находящуюся от Дубровиц в «одной версте». Каменная церковь в стиле барокко была построена вместо деревянной в 1753 году.
Тёплый (отапливаемый) храм с. Лемешово считался зимним и кладбищенским храмом и для с. Дубровиц. Зимой в Ильинском храме служили постоянно, летом только при погребении и поминовении усопших. До 1930 года Знаменский храм в Дубровицах и Ильинский храм в Лемешове составляют один приход.
Настоятели прихода
| до 1741 — после 1745 | иерей Иоанн Семенов |
| до 1771 — после 1773 | иерей Антоний Семенов |
| до 1777 — после 1793 | иерей Сергий Иванов (Романовский) |
| до 1798 — после 1807 | священник Емилиан Иванов |
| до 1812—1833 | священник Иоанн Михайлов |
| февраль 1834 — март 1834 | священник Иоанн Горский |
| апрель 1834—1852 | священник Иоанн Георгиев (Булкин) |
| 1853 — после 1865 | священник Алексий Владимиров (Павловский) |
| до 1873—1882 | священник Алексий Смирнов |
| 1883—1894 | священник Пётр Скворцов |
| 1895—1912 | священник Леонид Ильинский |
| 1913—1929 | священник Михаил Порецкий |
В 1908 г. причт и староста Ильинской церкви просили Московскую духовную консисторию разрешить расширить храм путем пристройки к нему двух боковых пределов. Документы были переданы в Императорское археологическое общество, которое запросило фотографии церкви. 25 июля 1908 г. обществом было принято решение следующего характера: «Перестройку храма не разрешать, так как таковая нарушит вид храма, представляющего художественный интерес». Священник Леонид Ильинский попытался исправить сложившееся положение и лично ходатайствовал перед Археологическим обществом о перестройке храма. Для осмотра Ильинской церкви в Лемешево прибыл А. М. Гуржиенко, который доложил обществу, что «…в северной и южной стене храма проделаны арки и пристройка пределов уже производится…». Как выяснилось, работы производились с согласия Губернского правления под наблюдением архитектора Н. Н. Благовещенского, но без разрешения Императорского археологического совета, что являлось нарушением действующих в то время законов. Тем не менее благодаря усилиям священника Леонида Ильинского к храму были пристроены боковые приделы: один – в честь иконы Божией Матери «Всех скорбящих Радость», а другой – во имя преподобного Сергия Радонежского.
В 1922 г. на основании постановления ВЦИК из храма были изъяты серебряные ризы с икон, украшения из серебра общим весом 12 фунтов, как сказано в справке об изъятии «в помощь голодающим».
В 1929 году настоятель иерей Михаил Порецкий арестован. Решением Тройки ОГПУ Московской области от 05.09.1930 года протоиерей Михаил Порецкий был осужден по ст.59-12 УК РСФСР и выслан на три года в Семипалатинск. В Казахстане он жил в крайней нужде. Как говорили родственники, «буквально стоял с протянутой рукой на церковной паперти». Что случилось со священником в ссылке — не известно.
Священник Михаил Порецкий
В 1933 г. в Ильинский храм в селе Лемешово Подольского района настоятелем по предложению своего брата, протоиерея Николая Агафонникова, который был благочинным, назначен иерей Александр Агафонников.
Священник Александр Агафонников
В 1937 году настоятель Ильинского храма протоиерей Александр Агафоников был арестован, расстрелян и похоронен в общей могиле на Бутовском полигоне НКВД.
В годы войны церковь использовали в качестве склада, а в послевоенное время — как хранилище для зерна.
С 1960-х годов бесхозное церковное здание постепенно разрушалось, превращаясь в свалку для мусора. В 1970—1990-е годы здание церкви серьёзно пострадало и превращалось в руины.
В результате в 1995 г. Ильинский храм был почти совсем разрушен, но именно этот год стал переломным в истории многострадального храма: при нем была образована православная община.
8 октября 1995 г., в день памяти Преподобного Сергия Радонежского, в престольный праздник храма, в десятиградусный мороз на руинах храма была совершена первая Божественная литургия. 26 сентября 1996 г. начались работы по его возрождению. 20 апреля 1997 г., в праздник Входа Господня в Иерусалим, начались регулярные богослужения, проходившие при любой погоде.
В Музее архитектуры имени Щусева были найдены фотографии, которые помогли восстановить внешний вид храма. Были найдены также архитектурные чертежи, датированные 1914 г., по которым предполагалось возводить боковые приделы. На основании этих документов община вела восстановительные работы.
Сначала внешние стены церкви освобождались от земли — за десятилетия она поднялась на несколько метров. В разрушенном храме было очень много камней, в центре церкви — большая яма, которая образовалась из-за того, что обрушились своды подвала, где раньше находились печь и кочегарка. Многочисленные оставшиеся от прежнего храма белые камни на протяжении всех лет реставрации собирались общиной. Они с любовью сохранены и использованы для благоустройства церковной территории: ныне это подпорные стенки земляных террас.
В 1999 г. в результате ремонтно-восстановительных работ храм приобрел внешние очертания, соответствующие его историческому облику. Параллельно спасению здания общиной проводилась огромная работа по засыпке глубоких оврагов, угрожающих церковному зданию. Они подходили прямо к стенам церкви с восточной и северной стороны. На грузовых машинах привозили бетонные глыбы, оставшиеся от разобранного моста через реку Пахру в городе Подольске, затем насыпали глину и плодородную землю.
В 1999 г. настоятелем Троицкого собора Подольска протоиереем Александром Ганабой настоятелю Ильинской церкви были переданы документы на протоиерея Александра Агафонникова для последующего представления в комиссию по канонизации святых. Прихожанками Ильинской церкви Р. Г. Приходько и С. М. Якимовой в городах Вятке и Томске были собраны дополнительные сведения о священномученике Александре. В 2000 г. на Юбилейном Архиерейском Соборе он был причислен к лику святых.
Община помнит, как после совершения первой Божественной литургии 14 октября 2000 г., в день памяти новомученика Александра, была явлена долгожданная помощь: нашлись строительные леса, которые так долго искала община, и недорогая бригада. Буквально за год внутренний вид храма преобразился.
При поиске общиной документов по архитектуре храма, к сожалению, не было найдено фотографий или чертежей его внутреннего убранства. Поскольку у общины не было достаточных финансовых средств, чтобы попытаться воссоздать убранство, сходное с дореволюционным, иконостасы, киоты и внутренний интерьер храма были придуманы и созданы на основе творческой идеи настоятеля протоиерея Петра Дынникова. Архитектурные чертежи выполнил К. Н. Гудков, им же были выполнены работы по декору иконостаса.
Летом 2002 г. вся община присутствовала на отпевании в Ильинской церкви сына священномученика Александра — Ерминингельда Агафонникова, незадолго до своей смерти приезжавшего в храм. Он был уже очень пожилым человеком, но еще достаточно бодрым, сохранившим память и светлый ум. Быть может, в те дарованные Богом часы сын священномученика вспоминал, как много семье Агафонниковых пришлось вытерпеть невзгод и унижений, как мужественно и стойко, с безграничной любовью к Спасителю принимал страдания и шел на расстрел его отец, упокоенный среди тысяч других страдальцев на бутовском полигоне. По милости Божией сын дожил до славы своего отца — ему довелось молиться перед иконой священномученика Александра.
14 октября 2003 г., в день великого церковного праздника Покрова Пресвятой Богородицы, когда празднуется и память настоятеля этого храма священномученика Александра (Агафонникова), расстрелянного в 1937 г., митрополит Крутицкий и Коломенский Ювеналий совершил освящение храма пророка Божия Илии в селе Лемешово Подольского района.
Это радостное событие по милости Божией произошло в год 250-летнего юбилея храма. В этот день патриарших и митрополичьих наград были удостоены благотворители и члены общины, усердно потрудившиеся при восстановлении храма. Настоятель храма был удостоен ордена Преподобного Сергия Радонежского. Патриаршими наградами награждены семья Лалакиных, семья Максимовых, М. М. Шлямович, члены приходского собрания Г. И. Дынникова, К. Н. Гудков, Р. Г. Приходько, Ю. Н. Кривошеев.
В настоящее время настоятелем Ильинского храма является иерей Константин Леонидович Веремеенко.