С крещением Литвы в 1387 году король польский и великий князь литовский Ягайло, прибыв с большой свитой из Кракова в Вильну, разрушил языческий храм и заложил на его остатках христианский храм Святого Станислава.

Храм неоднократно страдал от пожаров (1399, 1419, 1530, 1539, 1542 и позднее). Собор отстраивался и расширялся при поддержке великого князя литовского Витовта. В часовне Святого Михаила Архангела, выстроенной при новом храме в готическом стиле, были похоронены жена Витовта Анна Святославовна (1418) и Витовт (1430).

При соборе сооружались часовни (капеллы) Монтвидовская (1423), Гастольдовская (1436), Кезгайловская (1436), Королевская (1474) и другие. При перестройке в 1522 году под руководством итальянского архитектора Аннуса (Annus) на соседней башне Нижнего замка была сооружена колокольня.

После пожара 1530 года восстановлением с 1534 года руководили итальянцы — сначала Бернардо Заноби да Джанотти (Bernardo Zanobi da Gianotti), затем Джованни Чини из Сиены (Giovani Cini di Siena). С завершением щедро оплачиваемых Сигизмундом Августом работ (1557) собор приобрёл черты архитектуры ренессанса.

После пожара 1610 года восстановление собора под руководством архитектора Вильгельма Поля (Pohl) продолжалось до 1623 года. В юго-восточном углу храма в 1623—1636 годах рачением Сигизмунда III Вазы (после его смерти — Владислава IV Вазы) была пристроена капелла Святого Казимира, канонизированного в 1603 году.

Капеллу декорировал итальянский архитектор и скульптор Константино Тенкалла (Constantino Tencalla), автор знаменитой колонны Зыгмутовской в Варшаве. Предполагается, что Тенкалла также автор мемориальной таблицы в память основания капеллы Святого Казимира, прикреплённой на наружной стене капеллы и датируемой 1636. Таблицу украшает щит с гербом Республики Обеих Народов — польский Орёл и литовская Погоня. Внутреннее убранство капеллы с использованием гранита и мрамора менялось, формы раннего барокко сохранялись. Капеллу Воловичей в северной части собора реконструировал в стиле барокко П. Данкерс де Ри (Dankers).

После московского нашествия (1655—1661) восстановление и перестройку проводил до 1666 архитектор Ян Винцент Сальведер (Salveder).

Новый ремонт потребовался после шведского нашествия (1701—1702).

В 1769 году южная из двух башен, выстроенных Сальведером по углам фасада, рухнула, разрушив перекрытия соседней капеллы. Шесть находившихся в ней ксендзов погибло.

В 1782 году началась перестройка собора по проекту архитектора, профессора Виленского университета Лауринаса Стуоки-Гуцявичюса (1753—1798). По его проекту сохранялись ценные элементы архитектуры собора, здание обрело формы классицизма. Для симметрии с капеллой Святого Казимира в северо-восточном углу пристроена новая ризница с куполом. Радикально изменен главный западный фасад: возведены по углам две новые капеллы и портик с шестью колоннами дорического ордера. Старые и новые капеллы объединены новыми наружными стенами и общей кровлей. Колонны вдоль боковых фасадов связывают здание в целое. В сохраненной внутренней структуре заново декорированы своды нефов.

После смерти Стуоки-Гуцявичюса (1798) работы продолжил профессор Виленского университета Михал Шульц (Michał Szulc, Mykolas Šulcas), завершив их в 1801 году. Здание приобрело вид, сохранившийся до наших дней.

С той поры над фасадом возвышались три статуи: посередине Святая Елена с позолоченным крестом, слева Святой Станислав, справа Святой Казимир. По рисункам Франциска Смуглевича и указанным Л. Стуокой-Гуцявичюсом размерам их создал скульптор Кароль Ельский (ок. 1780—1824).

В нишах фасада установлены выполненные итальянским скульптором Томмазо Риги (Tommaso Righi) фигуры четырёх евангелистов, над ними и над главным входом четыре барельефа со сценами деяний апостолов: нисшествие Святого Духа, излечение хромого, проповедь святого Петра, излечение святым Павлом больного, смерть Анании и Сапфиры. Тимпан фронтона украшает большая композиция, изображающая жертвоприношение Ноя. В нишах по обе стороны портика установлены большие скульптуры Моисея и Авраама. Барельефы и скульптуры созданы в 1785—1791 годах.

В нишах боковых портиков помещены гипсовые скульптуры работы Казимира Ельского (Kazimierz Jelski): с южной стороны — семи королей династии Ягеллонов, с северной — пяти святых ордена иезуитов. Статуи святых иезуитов были перенесены сюда в 1832 из иезуитского костёла Святого Казимира, закрытого после восстания 1830—1831 и затем преобразованного в православный кафедральный собор Святого Николая.

Незначительные дополнения делались архитектором Каролем Подчашинским в 1837—1838 годах.

В 1857—1859 годах в соборе был смонтирован орган, перенесённый из Августинианского монастыря. В 1889 в соборе известным мастером Юзефом Родовичем (Józef Rodowicz, Juozapas Radavičius) был построен новый орган.

Ремонтно-восстановительные работы, сопровождаемые исследованиями, проводились в 1931—1939 годах и после наводнения 1931 года. Они коснулись прежде всего фундаментов и подземелий.

В кафедральном соборе торжественно короновались великие князья литовские от Витовта до десятилетнего Сигизмунда Августа. В 1919 году здесь состоялось торжественное богослужение — инаугурация Университета Стефана Батория. В 1927 году прошла торжественная коронация чудотворного образа Божией Матери Остробрамской (в которой принимали участие Юзеф Пилсудский и президент Польской Республики Игнаций Мосцицкий (Mościcki).

Картинная галерея

Во время Второй мировой войны и в 1944—1946 годах в соборе проводились богослужения. Позднее советские власти устроили в нём склад. В 1950 году с крыши собора были сняты и уничтожены статуи святых. С 1956 года в соборе действовала Картинная галерея Художественного музея. В галерее по воскресеньям проходили концерты органной музыки. Первый концерт состоялся 19 мая 1963 года в часовне Св. Казимира, где стараниями органиста Леопольдаса Дигриса и директора галереи Витаутаса Печюры был установлен небольшой орган-позитив известной немецкой фирмы «Александер Шуке». Затем концерты были перенсены в большой зал. С 1966 традицией стало провожать уходящий год исполнением 31 декабря «Прощальной симфонии» Гайдна. После ремонта органа в большом зале (самый большой в то время орган в Литве), проведённого специалистами фирмы «Александер Шуке», осенью 1969 состоялись концерты открытия органа: 15 ноября — профессора Вольфганга Шетелиха, 16 ноября — Леопольдаса Дигриса. Среди выступавших в Картинной галерее — органисты Литвы (Бернардас Василяускас, Конрадас Кавяцкас, Гядиминас Квиклис, Гедре Лукшайте и другие), России (Исайя Браудо, Наталия Гуреева, Сергей Дижур и другие), Франции (Жан Гийю и других стран).

Возвращение верующим

В 1985 году власти позволили еженедельные богослужения в соборе, остававшемся Картинной галереей. 5 февраля 1989 года состоялось освящение возвращенного церкви храма. 4 марта 1989 в собор были торжественно перенесены хранившиеся в костёле Святого Петра и Павла мощи святого Казимира. В октябре 1989 года храм был торжественно открыт для католиков.

В 1993 году были восстановлены скульптуры на фасаде собора (скульптор Станисловас Кузма). С 1993 году в торжествах инаугурации президента Литовской Республики после принесения присяги в Сейме и военного парада следует торжественное богослужение с участием вступающего в должность президента и его свиты и освящение Флага президента.

4 сентября 1993 года папа римский Иоанн Павел II молитвой в кафедральном соборе начал апостольский визит в Литву (4 сентября—8 сентября 1993).

Колокольня

Отдельно стоящая четырёхъярусная колокольня (XVI—XVIII веков) высотой 57 м возведена на башне Нижнего замка.

В первой четверти XVI века итальянский архитектор Аннус (Annus) на оборонительной круглой башне создал два восьмиугольных яруса для колоколов. Верхний ярус возведен в конце XVI века и позднее приспособлен для часов. Нижняя круглая часть относится к готике, у двух средних ярусов есть черты барокко, четвёртый ярус в стиле классицизма.

В XVII—XIX века колокольня из-за повреждений в войнах и пожарах неоднократно перестраивалась. В начале XIX она была покрыта жестью и увенчана шпилем (8 м) с позолоченным шаром и крестом (5 м).

Башенные часы изготовлены в конце XVII века. Механизм реконструировался в 1803 году. Четыре циферблата (диаметр 2 м) снабжены только часовой стрелкой. Обод циферблатов, цифра и стрелки позолоченные.

Колокол, отбивающий часы, отлит в 1673 году. Меньший колокол, отбивающий четверти, отлит в 1758 году.

Колокольня ремонтировалась в 1965 году. В 1967 году на колокольне были установлены 17 колоколов разной величины, на которых вызванивали мелодии во время празднеств и полуденный сигнал литовского радио.

В колокольне размещался диспетчерский пункт Вильнюсского бюро путешествий и экскурсий.

 Адрес: Šventaragio g.1,Vilnius 01143,Литва
 Телефон(ы): +370 5 261 1127