У науковому доробку Ільїна виділяються дослідження, присвячені історії раннього московського зодчества, московської школи іконопису («Мистецтво Московської Русі епохи Феофана Грека і Андрія Рубльова», 1976), московської архітектури XV—XVIII ст. («Кам'яний літопис Московської Русі», 1966).