Kostel se připomíná v Třeboni po r. 1280. Po založení kláštera augustiánů v r. 1367 byl v místech starého farního chrámu postaven klášterní kostel sv. Jiljí, jehož zvláštností je dvojlodí, které zde bylo provedeno poprvé v českých zemích a ve vzácné výtvarné čistotě. Gotickou klenbu dvojlodí podpírají čtyři štíhlé sloupy stojící v podélné ose kostela.
Koncem 14 stol. byl kostel vyzdoben tabulovými oltářními obrazy od tzn. Mistra třeboňského oltáře a opukovou sochou Madony s děckem, jedním z nejkrásnějších výtvorů českého sochařství. Od pol. 15. stol. zde vznikají nástěnné malby.
Při renovaci kostela byla Cometovou prací z r. 1607 věž opatřena trojnásobnou renesanční bání, kterou barvil a zlatil Třebechovský. Z pohromy, která postihla město v r. 1781, nejhůře vyšel klášterní kostel. Padající krov nad kněžištěm pobořil jeho původní gotickou klenbu. Kněžiště bylo zaklenuto barokní valenou klenbou, kostelní krov byl proti dřívějšku značně snížen. Dosavadní jehlancové zakončení věže bylo nahrazeno barokní bání. V letech 1897-1903 při generální opravě kláštera i chrámu byla uskutečněna regotizace věže kostela sv. Jiljí, při níž předchozí barokní báň nahradil tvrdý jehlan. Při této opravě byly také odkryty veškeré zabílené nástěnné malby.