Gdzie szukać grobu wielkiego księcia litewskiego Olgierda? Legendy na ten temat są przeróżne: niektóre głoszą, że spalono go zgodnie z pogańskimi zwyczajami, a prawosławni uważają, że jest pochowany w tym prawosławnym soborze, jednej z najstarszych chrześcijańskich świątyń w Wilnie. Tylko cerkiew św. Paraskiewy Piątnicy jest od niego starsza.
Świątynia została ukończona i konsekrowana w 1348 r. z inicjatywy Juliany, żony Olgierda. Ona sama została tu pochowana, o czym świadczy tablica pamiątkowa na ścianie. Sobór stoi na malowniczym brzegu Wilenki, obok zespołu kościołów św. Anny i bernardyńskiego, które powstały w późniejszym okresie. Powiada się, że Olgierd osobiście wybrał miejsce na cerkiew – bowiem nieopodal znajdował się jego dwór.
W XIX w., za panowania cara, sobór radykalnie zmienił swój wygląd, ale zachowały się jego najstarsze mury, widoczne i niewidoczne. Wykopaliska archeologiczne wykazały, że do budowy świątyni użyto tego samego rodzaju cegieł, co do budowy zamku Giedymina. Przez pewien czas znajdowały się tu audytoria i biblioteka uniwersytecka, koszary i magazyn, w XIX w. cerkiew została odrestaurowana według projektu słynnego ówczesnego architekta Nikołaja Czagina i zwrócona wiernym.