18 марта 1966 года главный киноархив страны и один из крупнейших в мире – Госфильмофонд – разместил новую киноплощадку в здании высотки на Котельнической набережной для показа коллекции картин из своего обширного собрания. До этого на цокольном этаже высотного здания находился кинотеатр «Знамя». В величественном Доме на Котельнической, построенном в стиле сталинского ампира, в разное время жили автор «Кубанских казаков» Иван Пырьев, звезда «Председателя» и «Комиссара» Нонна Мордюкова, Народная артистка СССР Фаина Раневская, а также «поэты оттепели» Александр Твардовский, Андрей Вознесенский, Евгений Евтушенко, Роберт Рождественский.

Во время первого сеанса 1966 года в «Иллюзионе» был показан «Броненосец “Потемкин”» Сергея Эйзенштейна и «Огни большого города» Чарли Чаплина.

С момента открытия в «Иллюзионе», одном из старейших кинотеатров города, воцарилась атмосфера интеллектуальной сосредоточенности и творческих поисков.

В «Иллюзионе» при полном аншлаге проходили показы знаковых кинолент корифеев кинематографа: Трюффо, Годара, Шаброля, Тарковского, Бергмана, Эйзенштейна, Феллини, Антониони, Де Сики, Росселени. Свои киноленты с удовольствием, а главное -лично - представляли московской публике культовые режиссеры и актеры, «последние из могикан»: Джульетта Мазина, Акира Куросава, Анджей Вайда, Сидни Поллак, Жанна Моро. В столичном «Иллюзионе» можно было увидеть настоящие шедевры, которые не выходили в массовый прокат и были просто-напросто недоступны другим кинотеатрам страны.

Около шести последних десятилетий философия «Иллюзиона» остается неизменной – кинотеатр знакомит синефилов с «золотым фондом» классики мирового и российского кинематографа, а также с современным фестивальным и зрительским кино. В кинотеатре проходит несколько сотен мероприятий в год, среди которых показы с пленки 35-мм, ретроспективы выдающихся режиссеров, показы немого кино с музыкальным сопровождением, премьерные и специальные показы, а также отечественные и международные кинофестивали.

В интерьерах кинотеатра, расположенного в третьей по высоте сталинской высотке, сохранились ключевые элементы аутентичного декора ушедшей эпохи: массивные хрустальные люстры в стиле ар-деко, резные колонны, лепнина на стенах.

«Иллюзион» продолжает оставаться одним из самых любимых москвичами культурных мест столицы. Все залы кинотеатра – Большой, Малый, VIP-1 и VIP-2 – оснащены современной техникой, позволяющей воспроизводить фильмы со всех цифровых форматов для комфортного просмотра.