Цукроварню було запущено у 1875 році за ініціативою власниці іллінецького маєтку княгині Олени Демидової Сан-Донато. Яка була власницею заводу, до подій жовтневої революції. У 1901–1903 рр., було проведено модернізацію і реконструкцію іллінецької цукроварні. Це вже було значне промислове підприємство. За радянської влади завод було значно розбудовано, переоснащено. Нинішні промислові потужності були ввведно в експлуатацію у 1976 році — остання масштабна реконструкція підприємства. У 2014 почалась модернізація підприємства з метою енергоощадності. Відбувається реконструкція виробничих цехів, адмінбудівлі заводу та складських приміщень. Проводиться благоустрій території цукрового заводу. Іллінецький цукровий завод, нагороджений Орденом Трудового Червоного Прапора у 1972 році. Має статус промислової пам'ятки оскільки закладений і збудований на межі XIX–XX cтоліть.