Эти материалы существенно пополнили объём знаний о среднерусском средневековом зодчестве. В истории русской архитектуры трудно отыскать тему, историография которой могла бы обойтись без имени М.А. Ильина. Одна из областей его исследований – шатровое зодчество. В отличие от многих архитектуроведов 1950–1960 гг., которые придерживались концепции «саморазвития» формы от простого к сложному, от конструктивного к декоративному, М.А. Ильин искал связи между архитектурой и идейными приоритетами эпохи. В 1966 г. вышла монография «Каменная летопись Московской Руси: Светские основы каменного зодчества XV–XVII вв.», в которой изложены размышления М.А. Ильина о двух культурах и о возобладании светского начала над традиционализмом в архитектуре, что привело в XVII в. к обмирщению культуры (из-за противоречивости выводов книга не оказала заметного влияния на дальнейшие исследования по теме). Иное значение имела монография «Русское шатровое зодчество: Памятники середины XVI в.: Проблемы и гипотезы, идеи и образы» (1980 г.). Книга, содержащая большой фактический материал, в том числе связанный с провинциальными памятниками, обобщала представления автора об истоках шатрового зодчества. Главный тезис М.А. Ильина – тщетность поисков прямых прототипов шатровых храмов и предшественников церкви Вознесения в Коломенском. Автор обосновал отличие столпообразных и шатровых храмов от всех традиционных сооружений, столпообразных церквей от шатровых (в связи с отсутствием в храмах «под колоколы» единого внутреннего пространства) и тем самым показал, что изучение генезиса шатрового типа не может сводиться лишь к поиску промежуточных фаз в имманентном процессе формообразования. Он полагал, что в основе сложения нового архитектурного типа было не постепенное изменение формы, а реализация «индивидуальной идеи», которая нашла адекватное архитектурное воплощение. М.А. Ильин сыграл выдающуюся роль в популяризации памятников Москвы и Подмосковья, посвящённые им книги неоднократно переиздавались и стали образцами путеводителя по памятникам архитектуры. Просветительское значение имела его автобиографическая книга «Пути и поиски историка искусства». Получили известность его работы по народному декоративно-прикладному искусству. М.А. Ильин воспитал не одно послевоенное поколение московских искусствоведов, среди его учеников – исследователи, которые внесли значительный вклад в отечественную науку (например, Алексей Ильич Комеч). Подобно А.И. Некрасову, прививал своим ученикам навык изучения памятника не в кабинетных условиях, а при натурном осмотре, совершал с ними ознакомительные поездки по русским городам, пешие прогулки по улицам Москвы.