La chiesa di Sant’Ilario, dedicata al Santo francese Ilario di Poitier (315-376 ca.), Vescovo e Dottore della Chiesa è tra le più antiche della città. Citata nella Bolla di Papa Lucio III del 24 settembre 1184, a conferma dei privilegi e possessi della Chiesa di Casale, risultava posta accanto all’antico concentrico urbano delimitato dal fossato interno, ma non in esso compreso. Secondo la storiografia locale fu eretta a parrocchia tra il 1488 e il 1520, ma rimase sottoposta alla giurisdizione del Capitolo della Cattedrale fino al 1557, infatti i canonici furono i suoi primi parroci. Successivamente la cura di Sant’Ilario fu affidata ai Carmelitani dell’Osservanza per volontà della Marchesa Anna d’Alençon.
Tale ordine era già presente a Casale presso il convento della Beata Vergine del Monte Carmelo, collocato appena fuori della porta Castello, più volte danneggiato dagli eserciti nella guerra tra Francia e Spagna.
Nel 1557 il canonico Grancesco Zerbi consegnò alla Congregazione dei Carmelitani di Mantova la parrocchia e grazie alla concessione avuta del Vescovo Monsignor Scipione d’Este e del Capitolo della Cattedrale di Sant’Evasio di alcune stanze contigue alla parrocchiale i padri costituirono il primo nucleo del convento.
I Carmelitani a partire dal 1564, iniziarono i lavori di riammodernamento della vecchia chiesa, tra le opere più significative si ricorda la costruzione della cappella della Madonna del Carmine a ricordo di quella perduta presente nel loro precedente convento abbattuto dagli eventi bellici e la riplasmazione della facciata in stile barocco. Tale intervento è ricostruibile attraverso un disegno di Clemente Rovere del 1845 inserito nel volume " Il Piemonte antico e moderno delineato è descritto da Clemente Rovere". La necessità di ampliamento del convento lo si legge con la costruzione del chiostro e dell’ala dedicata alle celle ricavata grazie all’acquisizione di alcune case vicine alla chiesa.
Nel 1802, con la soppressione napoleonica degli Ordini religiosi e con la conseguente confisca dei loro beni, il carmelitano padre Ara divenne curato della chiesa che, alla sua morte nel 1821, venne fatta di libera collazione cioè sostenuta dai beni della Prebenda Parrocchiale mediante lasciti, legati e cappellanie.
Nell’Ottocento vennero realizzate numerose trasformazioni a tutto il complesso, prima secondo gli studi dell’architetto Edoardo Arborio Mella e poi, con progetto di Giuseppe Ferrari d’Orsara, la chiesa venne ampliata verso nord con l’aggiunta della cupola di forme brunelleschiane; l’antico campanile a levante venne demolito e sul lato opposto, a ridosso della cappella del Carmine, se ne costruì uno più alto. La chiesa fu riaperta ai fedeli nel 1877, solo negli anni 1888-1891 venne rinnovata la facciata in stile neoclassico, secondo un nuovo progetto di Crescentino Caselli di Fubine (allievo di Antonelli), e riplasmati i fianchi della chiesa.
L’interno della chiesa è suddiviso in tre navate, illuminato da un’ampia cupola impostata sul presbiterio e da alcune finestre lungo la navata di sinistra. La zona presbiteriale è costituita dal complesso dell’altare maggiore databile alla fine sec. XIX), con affreschi di Luigi Maria Sabatelli (1818-1899). L'adeguamento liturgico a visto il riutilizzo degli elementi lignei del pulpito per la realizzazione del leggio e della mensa.
Le opere pittoriche più importanti da evidenziare in chiesa sono: un affresco staccato di Madonna con Bambino di Guglielmo Caccia detto il Moncalvo, databile 1605-1606; le tele di Nicolò Musso una Rappresentante San Francesco Adorante il Crocifisso, databile 1618-1619 ca, l'altra raffigurante la Madonna del Carmine che consegna lo scapolare a San Simone Stock, databile 1618-1623 ca.; la tela di Giorgio Alberini (con collaboratore Pietro Paolo Buffa) raffigurante l’Annunciazione, datato 1622.