წილკნის ღვთისმშობლის სახელობის ეკლესიის აგება ქართლში ქრისტიანობის გავრცელების პირველ პერიოდს უკავშირდება. ქართული ისტორიული წყაროებით: მეფემ “ბაკურ დაიწყო წილკნისა ეკლესიასა და განიშორა ოცდამეათხუთმეტესა წელსა”. ლეონტი მროველი წილკნის ეკლესიის აგებას მირიანის ძეს ბაქარ მეფეს მიაწერს. ვახუშტი ბაგრატიონის ცნობით: “არს ეკლესია წილკანს ღვთისმშობლისა, გუმბათიანი და შვენიერი. აღაშენა კე (25-ე) მეფემან ბაქარ, ზის ეპისკოპოზი, მწყემსი მუხრანისა, ორივე არაგვისა და ბაზალეთისა”. წილკნის ეპარქია V საუკუნიდან იხსენიება უკვე, ამას მოწმობს ისიც, რომ 506 წლის საეკლესიო კრებას, სხვა ქართველ მღვდელმთავრებთან ერთად, წილკნელი ეპისკოპოსიც დაესწრო. წილკნის ეპარქია მოიცავდა: არაგვის, ქსნის ხეობებს და ხევს.
       V საუკუნის ბოლოს თუ V-VI საუკუნეების მიჯნაზე წილკანში დიდი სამნავიანი ბაზილიკა ააგეს. VI საუკუნის II ნახევარში წილკნის ეპარქიას იოანე ზედაზნელის ერთ-ერთი მოწაფე და თანამოღვაწე ისე წილკნელი განაგებდა, რომელიც ამავე ტაძარშია დასაფლავებული. მისი საფლავი გუმბათქვეშა ჩრდილო-აღმოსავლეთის ბოძთანაა. მისი ხსენება 15 დეკემბერს აღინიშნება.
       წილკნის ტაძარი და მისი სამწყემსო საკმაოდ მდიდარი და ძლიერი იყო. ქართველ მღვდელმთავართა შორის წილკნელს მე-19 ადგილი ეჭირა. კათედრალს დიდ დახმარებას უწევდნენ ქართველი მეფეები და დიდგვაროვანი ფეოდალები. წილკნის ტაძარი მნიშვნელოვანი ლიტერატურულ-მწიგნობრული კერაც იყო. XIX საუკუნის დასაწყისში წილკნის საეპისკოპოსო გაუქმდა.
       წილკნის ტაძარს განუყრელად უკავშირდება მისი განსაკუთრებული სიწმიდე ყოვლადწმიდა ღვთისმშობლის სასწაულმოქმედი ხატი, რომელიც თავისი საკვირველი მადლისა და ძლიერების გამო ჩვენს ხალხს ოდითგანვე მიაჩნდა შემწედა და მფარველად, ამიტომაც მორწმუნეთა დიდი სიყვარულით სარგებლობდა. საეკლესიო გადმოცემის თანახმად ამ სასწაულმოქმედი ხატის შექმნა ლუკა მახარებელს მიეწერება. იგი საქართველოში ჩამოსვენებულ იქნა ქრისტიანობის გარიჟრაჟზე, მეფე მირიანის ძის – ბაქარის დროს ბიზანტიიდან. სავარაუდოა, რომ ხატი თავიდანვე მეფე ბაქარის მიერ წილკანში აშენებულ ეკლესიაში დასვენდა, სადაც იგი უამრავ სასწაულებს ახდენდა და საიდანაც მიიღო ხატმა თავისი სახელწოდებაც. 1962 წლიდან ხატი საქართველოს მუზეუმის განძსაცავში ინახება.
       ყოვლადწმიდა ღვთისმშობლის სახელობის ტაძარი, როგორც ზმოტ ავღნიშნეთ ტავდაპირველად ბაზილიკის ტიპის ყოფილა, ამას მოწმობს ის ძველი ნაშთები, რომლებიც შემორჩენილია ამჟამინდელი ტაძრის კედლებში.
       დღევანდელი ტაძარი ცენტრ-გუმბათოვანი ნაგებობაა (28X24 მ). ნაშენია ქვიშაქვის თლილი კვადრებით. ინტერიერის და ნაწილობრივ დარბაზული ეკლესიის სამხრეთ ფასადის კედლების წყობაში გამოყენებულია რიყის ქვა, აგური და ორნამენტიანი კვადრები, რომლებიც მოგვიანებით, გადაკეთებისა და შეკეთების დროსაა ჩასმული. ტაძარს კარიბჭეები სამხრეთითა და დასავლეთით  აქვს, მესამე შესასვლელი ჩრდილოეთითაა (კარი ამოლუქული იყო; ბოლო შეკეთების დროს გახსნეს). გუმბათის ყელი ოთხ თავისუფლად მდგომ ბურჯს ეყრდნობა. გუმბათში 12 სარკმელია. გარდა ამისა, ინტერიერს კიდევ 10 სარკმელი აშუქებს: ორი აღმოსავლეთითაა – აფსიდში და სამხრეთის ნავში, ერთი დასავლეთ კედელშია, სამ-სამი ჩრდილოეთსა და ოთხი სამხრეთის კედლებში.  ჩრდილოეთისა და სამხრეთის ვიწრო ნავებს აღმოსავლეთით სწორი კედლები აქვს. დასავლეთის აგურისთაღიან გასასვლელთან ბაზილიკის დროინდელი სამიარუსიანი და ორნამენტიანი პილასტრებია. დასავლეთის მხარეს იატაკის დონე ბევრად მაღალია, ვიდრე კარიბჭესა და დარბაზში, ამიტომაც კარიბჭის წინ ჩასასვლელი ქვის კიბეა. სამხრეთის კარიბჭე მართკუთხაა. მას აღმოსავლეთით ეკვრის მცირე ზომის დარბაზული ეკლესია, რომელიც კარით უკავშირდება როგორც კარიბჭეს, ისე ტაძრის სამხრეთ ნავს. სამხრეთი კედლის თაღის წინაპირზე შემორჩენილია გრაფიკულად ამოკვეთილი ორნამენტი. სამხრეთის კედლის თაღებში სარკმლებია გაჭრილი. ტაძარში გასასვლელი კარი გადახურულია მოზრდილი არქიტრავით, რომლის შუა არეში, წრეში ამოკვეთილია აჟურული ჯვარი. გუმბათქვეშა თაღების ხაზი ოდნავ შეისრული და მრუდია. ინტერიერში სატრიუმფო თაღი, გუმბათქვეშა ბოძებისა და პილასტრების ყოველი იარუსის კაპიტელები მორთულია სხვადასხვა დროის ორნამენტებით. გარდა ამისა, ორნამენტიანი კვადრები და ფრაგმენტები გამოყენებულია გუმბათქვეშა ბოძებისა და კედლების წყობაში საშენ მასალად. 
       XVI-XVII საუკუნეების მოხატულობა შემორჩენილია მხოლოდ გუმბათში: ცენტრში, ორმაგ წრეში გამოსახულია ქრისტე, რომელიც მარჯვენა ხელით აკურთხებს, ხოლო მარცხენაში გადაშლილი სახარება უჭირავს. ორმაგ წრეში ასომთავრული წარწერაა. ცენტრალურ წრის გარშემო ოთხ ნახევარწრეში მოგვიანო ხანაში გადაწერილი მახარებელთა სიმბოლოებია;. შემდეგ რეგისტრში, გუმბათის ყელის ზედა ნაწილში, გამოსახულია ანგელოზებით გარშემორტყმული კიბორიუმი.
      ტაძრის მორთულობიდან განსაკუთრებით საინტერესოა ბაზილიკისდროინდელი ორნამენტები, რომელთა შორის გვხდება სრულიად უნიკალური და თავისებური მოტოვები. ამ ორნამენტებს ბევრი რამ საერთო აქვთ სასანური ხელოვნების ტრადიციებთან, მაგრამ აშკარად ქართულ ნიადაგზეა გააზრებული და შესრულებული.
       ღვთისმშობლის ტაძარს შემოვლებული აქვს გალავანი (58X72 მ), რომელიც გეგმარების, არქიტექტურული ფორმებისა და ელემენტების მიხედვით აგებული უნდა იყოს XVIII საუკუნის II ნახევარში. ამ გალავნის გარეთ, ჩრდილოეთით და დასავლეთით, შემორჩენილია უფრო ძველი გალავნის ნაშთები. გალავნის კედლები ნაგებია სხვადასხვა ზომის რიყის ქვით. წყობაში ზოგან ჩართულია აგური და ტაძრის ორნამენტიანი ქვები. კედლები კირქვის ხსნარით ყოფილა მობათქაშებული. შესასვლელი სამხრეთიდანაა, მას აგურის თაღი აქვს. 1967-68 წლებში აღადგინეს შესასვლელი. აღმოსავლეთისა და სამხრეთის კედლებშია შემორჩენილი ცალმაგი ერთმანეთისაგან თანაბარი მანძილით დაშორებული სათოფურეები. გალავნის ყოველ კუთხეში გეგმით წრიული თითო კოშკი დგას. სამხრეთ-დასავლეთის კოშკი სამსართულიანი იყო, დანარჩენები ორსართულიანი. კოშკებში შესასვლელები ეზოს მხრიდანაა. ყოველ სართულებზეა ნიშები, სათოფურები და ბუხარი. სამხრეთ-აღმოსავლეთის კოშკს გალავნის შესასვლელისაკენ მიმართული საზარბაზნეც აქვს. ამ კოშკის შესასვლელზე XIX საუკუნეში აგურის ექვსმალიანი სამრეკლოს ფანჩატური დააშენეს. ჩრდილო-დასავლეთის კოშკზე შემორჩენილია სალოდეებიც.
      ტაძარი 1988 წლამდე დახურული იყო, მსახურება აღსდგა მეუფე ზოსიმეს ლოცვა კურთხევითა და დიდ შრომით. 1994 წელს ტაძრის ეზოში აშენდა საეპისკოპოსო რეზიდენცია, ამავე პერიოდში ხელახლა გადაიხურა ტაძარი თუნუქის სახურავით.

      ყოვლადწმიდა ღვთისმშობლის სახელობის ტაძარი, როგორც ზემოთტ აღვნიშნეთ თავდაპირველად ბაზილიკის ტიპის ყოფილა, ამას მოწმობს ის ძველი ნაშთები, რომლებიც შემორჩენილია ამჟამინდელი ტაძრის კედლებში.
     დღევანდელი ტაძარი ცენტრ-გუმბათოვანი ნაგებობაა (28X24 მ). ნაშენია ქვიშაქვის თლილი კვადრებით. ინტერიერის და ნაწილობრივ დარბაზული ეკლესიის სამხრეთ ფასადის კედლების წყობაში გამოყენებულია რიყის ქვა, აგური და ორნამენტიანი კვადრები, რომლებიც მოგვიანებით, გადაკეთებისა და შეკეთების დროსაა ჩასმული. ტაძარს კარიბჭეები სამხრეთითა და დასავლეთით  აქვს, მესამე შესასვლელი ჩრდილოეთითაა (კარი ამოლუქული იყო; ბოლო შეკეთების დროს გახსნეს). გუმბათის ყელი ოთხ თავისუფლად მდგომ ბურჯს ეყრდნობა. გუმბათში 12 სარკმელია. გარდა ამისა, ინტერიერს კიდევ 10 სარკმელი აშუქებს: ორი აღმოსავლეთითაა – აფსიდში და სამხრეთის ნავში, ერთი დასავლეთ კედელშია, სამ-სამი ჩრდილოეთსა და ოთხი სამხრეთის კედლებში.  ჩრდილოეთისა და სამხრეთის ვიწრო ნავებს აღმოსავლეთით სწორი კედლები აქვს. დასავლეთის აგურისთაღიან გასასვლელთან ბაზილიკის დროინდელი სამიარუსიანი და ორნამენტიანი პილასტრებია. დასავლეთის მხარეს იატაკის დონე ბევრად მაღალია, ვიდრე კარიბჭესა და დარბაზში, ამიტომაც კარიბჭის წინ ჩასასვლელი ქვის კიბეა. სამხრეთის კარიბჭე მართკუთხაა. მას აღმოსავლეთით ეკვრის მცირე ზომის დარბაზული ეკლესია, რომელიც კარით უკავშირდება როგორც კარიბჭეს, ისე ტაძრის სამხრეთ ნავს. სამხრეთი კედლის თაღის წინაპირზე შემორჩენილია გრაფიკულად ამოკვეთილი ორნამენტი. სამხრეთის კედლის თაღებში სარკმლებია გაჭრილი. ტაძარში გასასვლელი კარი გადახურულია მოზრდილი არქიტრავით, რომლის შუა არეში, წრეში ამოკვეთილია აჟურული ჯვარი. გუმბათქვეშა თაღების ხაზი ოდნავ შეისრული და მრუდია. ინტერიერში სატრიუმფო თაღი, გუმბათქვეშა ბოძებისა და პილასტრების ყოველი იარუსის კაპიტელები მორთულია სხვადასხვა დროის ორნამენტებით. გარდა ამისა, ორნამენტიანი კვადრები და ფრაგმენტები გამოყენებულია გუმბათქვეშა ბოძებისა და კედლების წყობაში საშენ მასალად. 
       XVI-XVII საუკუნეების მოხატულობა შემორჩენილია მხოლოდ გუმბათში: ცენტრში, ორმაგ წრეში გამოსახულია ქრისტე, რომელიც მარჯვენა ხელით აკურთხებს, ხოლო მარცხენაში გადაშლილი სახარება უჭირავს. ორმაგ წრეში ასომთავრული წარწერაა. ცენტრალურ წრის გარშემო ოთხ ნახევარწრეში მოგვიანო ხანაში გადაწერილი მახარებელთა სიმბოლოებია; შემდეგ რეგისტრში, გუმბათის ყელის ზედა ნაწილში, გამოსახულია ანგელოზებით გარშემორტყმული კიბორიუმი.
      ტაძრის მორთულობიდან განსაკუთრებით საინტერესოა ბაზილიკის დროინდელი ორნამენტები, რომელთა შორის გვხდება სრულიად უნიკალური და თავისებური მოტივები. ამ ორნამენტებს ბევრი რამ საერთო აქვთ სასანური ხელოვნების ტრადიციებთან, მაგრამ აშკარად ქართულ ნიადაგზეა გააზრებული და შესრულებული.
      ღვთისმშობლის ტაძარს შემოვლებული აქვს გალავანი (58X72 მ), რომელიც გეგმარების, არქიტექტურული ფორმებისა და ელემენტების მიხედვით აგებული უნდა იყოს XVIII საუკუნის II ნახევარში. ამ გალავნის გარეთ, ჩრდილოეთით და დასავლეთით, შემორჩენილია უფრო ძველი გალავნის ნაშთები. გალავნის კედლები ნაგებია სხვადასხვა ზომის რიყის ქვით. წყობაში ზოგან ჩართულია აგური და ტაძრის ორნამენტიანი ქვები. კედლები კირქვის ხსნარით ყოფილა მობათქაშებული. შესასვლელი სამხრეთიდანაა, მას აგურის თაღი აქვს. 1967-68 წლებში აღადგინეს შესასვლელი. აღმოსავლეთისა და სამხრეთის კედლებშია შემორჩენილი ცალმაგი ერთმანეთისაგან თანაბარი მანძილით დაშორებული სათოფურეები. გალავნის ყოველ კუთხეში გეგმით წრიული თითო კოშკი დგას. სამხრეთ-დასავლეთის კოშკი სამსართულიანი იყო, დანარჩენები ორსართულიანი. კოშკებში შესასვლელები ეზოს მხრიდანაა. ყოველ სართულებზეა ნიშები, სათოფურები და ბუხარი. სამხრეთ-აღმოსავლეთის კოშკს გალავნის შესასვლელისაკენ მიმართული საზარბაზნეც აქვს. ამ კოშკის შესასვლელზე XIX საუკუნეში აგურის ექვსმალიანი სამრეკლოს ფანჩატური დააშენეს. ჩრდილო-დასავლეთის კოშკზე შემორჩენილია სალოდეებიც.
      ტაძარი 1988 წლამდე დახურული იყო, მსახურება აღსდგა მეუფე ზოსიმეს ლოცვა კურთხევითა და დიდ შრომით. 1994 წელს ტაძრის ეზოში აშენდა საეპისკოპოსო რეზიდენცია, ამავე პერიოდში ხელახლა გადაიხურა ტაძარი თუნუქის სახურავით.