Це найстаріший з діючих храмів Криму: час його побудови датують IX-XII століттями. Храм височіє на пагорбі в центрі села, поруч із зупинкою автобуса. Свято-Іллінський храм відрізняється від сучасних церков не тільки своєю архітектурою, а й незвичним престолом Божим і його місцем розташування. Престол у цьому стародавньому храмі складається з трьох кам’яних плит і щільно примикає до східної стіни церкви, тож обійти його навколо неможливо. Двері до церкви, розташовані в південній стіні, настільки низькі, що тому, хто входить, неодмінно доводиться нахилятися. Через це деякі жителі називають їх «дверима смирення». Великий камінь над вхідними дверима прикрашений п’ятьма висіченими розетками з грецькими хрестами, але сьогодні вони вже ледве помітні. Сонячне світло проникає до церкви через два маленькі віконця, які радше нагадують кватирки. Вони розташовані на східній і західній стінах. Під час розкопок біля храму виявили фрагменти кладки на глині «в ялинку». Це дає підставу припускати, що на місці сьогоднішнього храму, раніше Х століття, стояла давніша церква.
Спочатку храм належав грекам. За відомістю Суворова про кількість переселенців-християн із Криму, представленою графу Румянцеву, 18 вересня 1778 р. із села Кози вийшло 38 чоловіків і 36 жінок. Для такого числа парафіян невелика Козька церква була цілком достатня (село Сонячна Долина до 1944 р. носило назву Кози). Кількома роками раніше священиком у Козькій церкві був отець Петро. Він був убитий турками 1771 року. Парафіяни церкви поховали тіло вбитого священика біля входу в храм. Над його могилою поклали гладку кам’яну плиту, а поруч із нею встановили лаву. Отець Петро шанувався місцевими жителями як мученик і чудотворець і користувався честю не тільки в християн, а й мусульман. На лаву біля могили приводили і приносили хворих для зцілення. Люди намагалися захопити жменю землі з могили отця Петра як священну реліквію, тому під плитою завжди була маленька ямка.
Головною реліквією храму була привезена з Константинополя стародавня мармурова купіль IV-V ст., зроблена з мармурової капітелі колони античного храму. Мармур був завезений з о. Проконес на Мармуровому морі.
Після переселення греків у Приазов’я в 1778 р. за храмом доглядали місцеві жителі. У 1904 р. храм відремонтували, заново розписали, богослужіння відновили з 18 липня 1904 р. У ті роки Свято-Іллінська церква стояла на акуратному пагорбі, обнесеному невисоким кам’яним парканом. З північного боку храму було озеро, над яким височіла величезна стара шовковиця. Озеро перевищувало розміри храму майже вдесятеро.
Після приходу радянської влади храм недовго залишався діючим: 1939 року його закрили і влаштували в приміщенні храму зерносховище.
У роки війни храм було ненадовго відкрито для розквартированих у Козах румунських військ, але після війни його знову закинули і він занепав. У 60-ті роки озеро біля храму осушили, пагорб зрізали, а церкву вирішили знести. Але втрутилися археологи: вони досліджували храм і повісили чавунну табличку, на якій йшлося, що храм — пам’ятка архітектури X-XI ст. і охороняється законом. У цей час північно-західний кут церкви практично висів у повітрі, а стіни почали давати сильні тріщини. Щоб храм не завалився, понівечений пагорб з горем навпіл обнесли вапняними плитами. Приблизно в цей самий час із церкви зникла стародавня мармурова купіль.
У 1998 році з благословення Високопреосвященнішого архієпископа Сімферопольського і Кримського Лазаря в Сонячній Долині відродилася православна громада. У храмі провели відновлювальні роботи. До престольного свята (2 серпня) 2000 року було повернуто до храму стародавню мармурову купіль.
У 2001 році було знайдено могилу ієрея-мученика Петра, розграбовану за радянських часів. Вдалося знайти лише дрібні частини священицького облачення, медичні бинти і маленьку срібну монетку. На місці могили знову було встановлено кам’яну плиту в пам’ять про убієнного священика. Напис на плиті свідчить: «Під цією плитою спочивали мощі священика Петра, убієнного турками в серпні 1771 року».
Відновлювальні роботи всередині і зовні храму тривають. Настелено теплу і добротну дерев’яну підлогу, замінили двері, побудували хори для півчих, а під стародавню купіль зробили підставку. У 2004 році в приміщенні храму сталася пожежа: загорілася підлога біля купелі. Пожежа тривала всю ніч, а коли вранці храм відчинили і дим розвіявся, всі з подивом виявили, що вогонь не просунувся далі півметра від купелі. І це в маленькому храмі, де все оздоблення зроблено з дерева! Про пожежу зараз нагадує «латочка» нових дощок підлоги під купіллю.
А ще в Сонячній Долині щороку відбувається маленьке диво. Серед спекотних літніх днів, коли земля тріскається від спеки і небо не дарує ні краплі вологи протягом багатьох місяців, є один день, коли дощ у селі обов’язковий. Це престольне свято Сонячнодолинської церкви — день святого пророка Іллі, покровителя дощу і грому. 2 серпня, навіть якщо це безхмарний день, «вітер» обов’язково прижене маленьку хмаринку, яка окропить храм кількома краплями вологи, а в небі пролунає легкий гуркіт грому, ніби відлуння вогняної колісниці святого пророка, яка мчить по небу. А буває й так, що під час святкового богослужіння Сонячну Долину буквально заливає благодатним дощем.