Historia
Prawdopodobnie pierwsza świątynia chrześcijańska w miejscu obecnej katedry zbudowana została w czasach Mendoga (~1200–1263), około 1251 r. Mogła to być typowa średniowieczna budowla, raczej romańska niż gotycka. Fragmenty jej podłogi, odsłonięte przez archeologów, można teraz oglądać w podziemiach katedry. Po śmierci Mendoga poganie na ponad sto lat znowu zamienili kościół na miejsce kultu swoich bogów. W 1387 r. król Polski i wielki książę litewski Władysław Jagiełło (1348-1434) nakazał zbudować tu katedrę p.w. św. Stanisława i św. Władysława dla nowozałożonej diecezji. Rozpoczęto wznoszenie budowli w stylu gotyckim, ale jej nowe mury w 1419 r. zniszczył pożar. W tym okresie władcą Wielkiego Księstwa był Witold (~1350–1430) i to on zatroszczył się o budowę okazałej gotyckiej katedry z dwiema wieżami o różnej wysokości, umieszczonymi po stronie fasady. Opisy podróżników świadczyłyby, że nowa katedra przypominała główny kościół ówczesnego Fromborka. W tej katedrze koronowano wszystkich wielkich książąt od Witolda do Zygmunta Augusta (1520-1572), tutaj także niektórzy z nich, jak również wielcy magnaci i biskupi, zostali pochowani.
Katedra wileńska niejednokrotnie płonęła, była remontowana i przebudowywana. Obecny kształt nadała jej rekonstrukcja z końca XVIII w., kiedy to z woli bp Ignacego Massalskiego, głosiciela idei oświeceniowych, przebudowano ją według projektu znanego architekta Wawrzyńca Gucewicza (1753-1798). Poszczególne części starej budowli odział Gucewicz w nową szatę, zachowując gotycki plan i harmonijnie wkomponowując w nową strukturę budowli Kaplicę Królewską (czyli rodową kaplicę Wołłowiczów), która znalazła się na początki lewej nawy, oraz perłę katedry – barokową Kaplicę św. Kazimierza. Ta, wzniesiona staraniem Zygmunta III Wazy (1566–1632) kaplica, znajduje się na końcu prawej nawy. Gucewicz nadał świątyni regularny, prostokątny plan. Dążąc do symetrii, projektodawca umieścił na przeciwko Kaplicy św. Kazimierza zakrystię o takich jak Kaplica rozmiarach i przykrył ją identyczną kopułą. W XIX w. dodano figury trzech postaci: św. Kazimierza, św. Stanisława i św. Heleny, stojące na rogach frontonu katedry. W okresie powojennym te rzeźby zostały zniszczone, ale w 1997 r. zrekonstruowano je na podstawie zachowanych materiałów ikonograficznych.
W 1950 r. władze sowieckie zamknęły katedrę a sam jej gmach stał się najpierw magazynem, a potem galerią obrazów i salą koncertową muzyki organowej. W 1988 r. zwrócono go wiernym, a 5 lutego 1989 r. arcybiskup wileński Julijonas Steponavičius (1911-1991), który ze względu na szykany ze strony władz sowieckich długi czas nie mógł pełnić swoich pasterskich obowiązków, rekonsekrował katedrę.