В перестроенном в ХIХ веке храме был придел, освящённый в честь иконы Божией Матери «Ярославская». На втором этаже помещалась холодная церковь во имя пророка Илии, в иконостасе которой находилась весьма почитаемая ярославцами древняя икона Тихона Амафунтского, у которой страждущие просили исцеления от «головной болезни».
В советские годы храм был закрыт и передан в ведение губернского музея. Здесь предполагалось разместить музей Ленина. Идея эта не осуществилась, но в ходе подготовки здания под него успели разобрать боковые башни и главу храма. В 30-е годы горсовет передал храм под биржу труда. Позднее здесь размещались реставрационные мастерские, а с 1998 года Ильинско-Тихоновская церковь находится в ведении Ярославского художественного музея.