Свято-Іллінський собор був споруджений у 1908 році. Архітектурна стилістика нинішнього храму цілком вкладається у канонічні рамки неоросійського стилю. П’ятиверха, п’ятикутна цегляна споруда з прилягаючою з півночі дзвіницею у російсько-візантійському стилі.
Нинішній соборний храм святого Іллі був споруджений неподалік давньої дерев’яної церкви, яка була закладена власником міста, ймовірно, Костянтином Івановичем Острозьким і зазвана на честь пророка Іллі з нагоди народження свого первістка Іллі Острозького. У кінці ХVІ ст. для Іллінської церкви було подаровано ікону пророка Іллі з житієм. Цей унікальний витвір сакрального мистецтва нині експонується у музейній експозиції «Скарби наші духовні» ДІКЗ міста Дубна.
Історія Іллінського собору засвідчує, що тут працювали ряд видатних священнослужителів. Серед них – усім відомий фітотерапевт Михайло Носаль та композитор – Іван Новохацький.
Зараз Іллінський собор є у підпорядкуванні Дубенського міського благочиння УПЦ.