Построен по заказу короля Ягелло после принятия католичества восточной Литвой, на месте городского рынка. Претерпел несколько реконструкций. Первоначальный костел сооружен в готическом стиле; он был трехнефным, зальным (каким и остался), с восемью столбами и многоугольным пресбитерием, имел контрфорсы. В начале XVI в. к нему были пристроены первые боковые часовни-мавзолеи. В 1571 г. костел был отдан ордену иезуитов и присоединен к коллегии (с 1579 г. - академия и университет). Тогда костел был удлинен на всю ширину нефов за счет сноса старого пресбитерия и возведения новой апсиды в стиле поздней готики.
В конце XVI в. было начато строительство высокой (68 м) колокольни, которое осуществлялось в несколько этапов (готическая часть, ренессансная часть). В начале XVII в. были реконструированы или строились заново боковые часовни в стиле барокко и переделан главный фасад в стиле Ренессанса. После пожара 1737 г. колокольня была надстроена ярусом в стиле барокко, а костел снова был реконструирован. Главный фасад получил богатое пластическое барочное оформление, в интерьере устроены новые своды и хоры для органа, появился главный алтарь (архитектор Й.К. Глаубицас (?)). До сих пор сохранилось десять алтарей в стиле барокко (было 23); их композиция является уникальной в Литве. Они расположены очень живописно, двумя группами (три - в конце центрального нефа, семь - за ними, по кривой апсиды) на разных уровнях. Алтари в апсиде объединены проходом с лестницами и представляют собой исключительной красоты ажурный интерьерный ансамбль, сочетающий спокойную тектоничность с живописностью пластики.
В 1768 г. была перестроена часовня Огинских - одна из самых красивых в костеле. Перед ней были сделаны металлические позолоченные ворота с гербом, плафон свода украшен фреской, в алтаре помещен крест с фигурой распятого Христа прекрасной, мастерски выполненной работы; в 1861 г. в окнах часовни были установлены витражи, сделанные в Париже.
В начале XIX в. костел отчасти был реконструирован в духе классицизма. На его южном фасаде, у бокового входа, построили классицистический портик с четырьмя коринфскими колоннами (архитектор К. Подчашинскис). Из интерьера убрали тринадцать алтарей и вместо них у столбов на консолях поставили скульптуры святых Йонасов (скульптор К. Ельскис). В 1898 г. в девять окон пресбитерия были вставлены витражи. В конце XIX в. и в начале XX в. в интерьере костела было установлено несколько мемориальных памятников выдающимся деятелям науки и культуры, связанным с вильнюсским университетом: поэту Адаму Мицкевичу (1889), вождю повстанцев Тадеушу Костюшко (1917, скульптор, архитектор А. Вивульскис), композитору Станиславу Монюшко (памятник установлен на хорах).
В 1963 г. после реставрации (архитектор Р. Яловяцкас) в костеле устроен Музей Вильнюсского университета.

© В. Чантурия, Й. Минкявичюс, Ю. Васильев, К. Алттоа, Белоруссия-Литва-Латвия-Эстония, «Искусство», М., 1986 г.