Historia tego kompleksu sięga I połowy XIV wieku, gdy na domniemanym miejscu egzekucji wileńskich męczenników Jana, Eustachego i Antoniusza, cerkiew św. Trójcy nakazała wznieść księżna Julianna twerska – żona litewskiego księcia Olgierda. Z początku XVI w. na jego terenie wybudowana została nowa, murowana cerkiew, która stanowiła wotum dziękczynne za zwycięstwo wojsk polsko – litewskich nad wojskami moskiewskimi w bitwie pod Orszą w 1514 r. Fundatorem nowej cerkwi był zwycięski dowódca spod Orszy – hetman wielki litewski, książę Konstanty Ostrogski. Na przebudowę świątyni hetman uzyskał osobiste pozwolenie króla Zygmunta I Starego.
Aż do końca XVI w. cerkiew św. Trójcy wraz z kompleksem klasztornym stanowiły jeden z najważniejszych, prawosławnych ośrodków życia zakonnego w Wielkim Księstwie Litewskim. Jednak po Unii brzeskiej, zawartej w 1596 r., monaster przeszedł w ręce unitów, a dokładniej rzecz biorąc w ręce unickiego zakonu bazylianów. UNICI – to potomkowie prawosławnych, którzy pojednali się z Papieżem. Obecnie nazywani greko-katolikami, gdyż nazwa unici posiada jakby negatywny odcień.
Na Litwie zakon bazylianów pojawia się w XVII w. dzięki Józafatowi Kuncewiczowi i Wieliaminowi Rutskiemu. Już w wieku 38 lat J.Kuncewicz został Arcybiskupem Połocka. Tam bardziej niż pasterstwem zajął się działalnością misyjną. Działalność misyjna budziła ogromne przeciwy ze strony prawosławnych. W 1623 r. arcybiskup wyszedł ze swojego mieszkania do demonstrującej i agresywnej ludności prawosławnej. Kiedy odmówił zerwania unii został brutalnie zamordowany przez wbicie topora w głowę. Następnie jego ciało wrzucono do Dźwiny. Stało się to 12 listopada 1623 r. Arcybiskup miał 43 lata. Wbrew oczekiwaniom śmierć męczeńska Arcybiskupa spowodowała umocnienie się grekokatolików i rozszerzanie się unii. Kult męczennika rozwijał się bezpośrednio po jego śmierci zarówno w Kościele unickim, jak i katolickim. Sejm Rzeczypospolitej, a także król Władysław IV Waza starali się o beatyfikację arcybiskupa Józafata. Beatyfikował go papież Urban VIII w roku 1643, 20 lat po śmierci, natomiast kanonizował – papież Pius IX w roku 1867.
Ciekawe były dzieje przechowywania relikwii świętego męczennika. W obawie przed zniszczeniem przechowywano je w kilku miejscowościach na Białorusi, do roku 1667 przebywały u bazylianów w Supraślu, następnie przewieziono je do Połocka, stamtąd do Białej Podlaskiej, w roku 1916 do Wiednia, a od roku 1949 znajdują się w bazylice św. Piotra w Rzymie. Jest to jedyny unicki kapłan, który spoczywa w Watykanie.
Po pożarze w 1761r. klasztor został przebudowany według projektu Jana Krzysztofa Glaubitza; wnętrze cerkwi poddano gruntownej latynizacji, wzniesiono nową bramę wjazdową w stylu późnego baroku, zwaną Bramą Bazyliańską. W kaplicy Tyszkiewiczów-Skuminów zachował się nagrobek fundatora Janusza Tyszkiewicza i jego żony Barbary. Nagrobek z 1627-1632 r. posiada cechy wczesnego baroku wykonany z czarnego marmuru przez włoskiego mistrza Matteo Castello. W świątyni są też piękne epitafijne tablice: Anastazego Brahi i jego syna z XVI wieku i siostrom Jeleńskim z połowy XVIII wieku.
Klasztor pozostał w rękach zakonu bazylianów do poł. XIX w., czyli do momentu likwidacji kościoła unickiego na obszarze dawnego Wielkiego Księstwa Litewskiego przez metropolitę Józefa Siemaszkę. W latach 20-tych XIX wieku władze carskie przekształciły niektóre pomieszczenia klasztoru na więzienie. Cerkiew zamknięto, a ciała męczenników przeniesiono do cerkwi św. Ducha. Od momentu wydania „Dziadów części III”, w 1832 r., Polacy zaczęli poszukiwać usytuowania pierwowzoru „celi Konrada”. Mickiewicz był więziony w klasztorze bazylianów w okresie od 23 października 1823 do 21 kwietnia 1824 r. i to właśnie jedna z tutejszych cel miała zainspirować poetę do stworzenia postaci Gustawa – bohatera romantycznego, cierpiącego z powodu nieodwzajemnionej miłości, który przemienił się w Konrada – bojownika o wolność narodu. W 1929 r. w miejscu prawdopodobnej lokalizacji „celi Konrada” umieszczono tablicę pamiątkową, a cała sala została oddana w opiekę Związku Zawodowego Literatów Polskich w Wilnie. Przed drugą wojną światową odbywaly się tu słynne Środy Literackie. W części byłego klasztoru w okresie międzywojennym znajdowało się gimnazjum białoruskie.
W XX wieku, na początku lat 90 – tych, czyli niedługo po odzyskaniu przez Litwę niepodległości i po ponownym sprowadzeniu do klasztoru zakonu bazylianów, pojawiła się groźba likwidacji „celi Konrada”. Ostatecznie, w 2008 r., na terenie dawnego carskiego więzienia otwarty został hotel, natomiast „cela Konrada” w 2009 r. została zrekonstruowana w specjalnie odbudowanym w tym celu łączniku pomiędzy klasztorem a cerkwią św. Trójcy. W 2002 r. w bramie umieszczono tablicę pamiątkową, poświęconą Ignacemu Domejce, który był filomatą, przyjacielem A.Mickiewicza. Po Powstaniu Listopadowym wyjechał az do Chile, do Ameryki Południowej.Stał się bohaterem narodowym tego kraju, gdyż założył uniwersytet, badał Andy, budował kolej.
Kościół Trójcy Świętej i klasztor Bazylianów w Wilnie jest administrowany przez greckokatolicki Zakon Bazylianów Świętego Józafata. Obecnie, już od 25 lat kościół jest unicką świątynią pw. Św. Trójcy, w części klasztoru mieszka trzech bazylianów. W listopadzie ub.r. z Rzymu przywieziono relikwie Józafata Kuncewicza, założyciela zakonu bazylianów w Wilnie. Nabożeństwa odprawiane są w języku ukraińskim.
