Zamek w Rakanciszkach został zburzony przez kozaków w czasie wojny polsko-rosyjskiej w 1655 roku. Jednocześnie rzezie dokonywane przez wojska moskiewskie w osiedlu i na Wileńszczyźnie doprowadziły do wyludnienia i upadku gospodarczego.
Stabilizacja warunków społecznych i gospodarczych XVIII w. przerwana została rozbiorami i dopiero po wybudowaniu magistrali kolejowej łączącej Warszawę z Petersburgiem otwartej w 1862 r. oraz dziesięć lat później kolei Libawsko-Romieńskiej łączącej Wilno z Mińskiem Litewskim powstał tu ważny węzeł kolejowy przyczyniając się do szybkiego rozwoju gospodarczego i demograficznego. W latach 1871–1873 wybudowano dworzec kolejowy, a stacji kolejowej w Rakanciszkach nadano nazwę Wilejka, a następnie Nowa Wilejka dla odróżnienia od leżącego nad Wiliją miasteczka Wilejka na wschodzie Wileńszczyzny. Pod koniec wieku XIX powstały zakłady zajmujące się między innymi obróbką drewna i skór oraz produkcją kos i noży. W 1905 miejscowość uzyskała prawa miejskie. W 1911 r. wzniesiono neogotycki Kościół św. Kazimierza. W czasie zaborów w Nowej Wilejce otwarto szpital psychiatryczny, który jest obecnie największym zakładem pracy w dzielnicy (zatrudnia prawie 1000 osób).