Dobudowano wówczas przedsionek, a we wnętrzu rozbito część barokowych nagrobków, zamalowano freski oraz rozebrano organy i ambonę. Podczas okupacji niemieckiej świątynię użytkowano jako protestancki kościół garnizonowy. W 1917 świątynia powróciła do katolików, w 1925 podczas remontu prowadzonego według projektu Jana Borowskiego usunięto znaczną część zniszczeń. 26 marca 1942 aresztowano wszystkich jezuitów i osadzono ich w więzieniu na Łukiszkach. W tym samym roku Jonas Mulokas doprowadził do zamiany hełmów na stylizowane korony Jagiellonów. W 1944 podczas walk o Wilno świątynia doznała rozległych zniszczeń, uszkodzono wieże i główną fasadę.
Po II wojnie światowej do 1949 należał do jezuitów, a następnie został ponownie skonfiskowany, tym razem przez władze radzieckie. Prace zabezpieczające i pierwsze restauracyjne przeprowadzono w 1955-1957 pod kierunkiem Sigitasa Benjaminasa Lasavickasa. Kolejny remont obiektu miał miejsce w 1966, według projektu Aldony Švabauskienės który zakładał przebudowę wnętrz, celem utworzenie muzeum. W czasie adaptacji budynku na potrzeby Muzeum Ateizmu, doprowadzono do zatarcia śladów polskości (np. poprzez skuwanie inskrypcji), a w miejscu głównego ołtarza umieszczono posąg Włodzimierza Lenina.