Dominikanie stanęli przed coraz bardziej palącym problemem powiększenia istniejącej świątyni.
Budowę nowego murowanego kościoła zainicjował biskup smoleński Eustachy Kotowicz w 1690 roku, kładąc kamień węgielny pod świątynię poświęconą dwóm apostołom: św. Jakubowi i św. Filipowi. Budowa trwała kilka dziesięcioleci, a w jej trakcie kilkakrotnie zmieniano plany architektoniczne świątyni, którą ukończono ostatecznie w 1737. W latach 1743–1746 do kościoła dobudowano fasadę z dwiema wieżami.
W chwili I rozbioru Polski w 1772 w klasztorze żyło 14 zakonników. Kościół został zniszczony w 1794 roku podczas ataku Rosjan na Wilno w celu stłumienia insurekcji kościuszkowskiej. W 1797 roku zniszczoną świątynię odrestaurowano, a w klasztorze umieszczono wileński szpital generalny.
W 1812 roku kościół został zajęty przez wojska francuskie, maszerujące na Moskwę i służył jako szpital polowy, a następnie magazyn. Na przykościelnym cmentarzu pochowano wielu żołnierzy francuskich. Po kampanii napoleońskiej kościół został odnowiony. thumb|left|Jubileusz dwudziestopięciolecia 1. Dywizji Piechoty Legionów w Wilnie. Fragment uroczystości na placu Łukiskim, sierpień 1939. Na drugim planie widoczny kościół św. Jakuba i Filipa. W 1837 r. w szpitalu umieszczono m.in.