По одному из преданий, эта икона типа «Одигитрия» (Путеводительница) написана евангелистом Лукой. Из Палестины икона попала в Царьград (Константинополь). Впоследствии была прислана греческим императором королю Галицкому и Червонной Руси. После падения Галицкого княжества, икона стала достоянием Московского князя. По другому преданию,
икона эта была принесена в Москву царевной Софией, вышедшей замуж за Иоанна III.
В 1495 году Великий князь Московский Иоанн III благословил иконой свою дочь Елену, выходившую замуж за Литовского князя Александра. Икона была перенесена в столицу Литвы Вильну (современный Вильнюс), где и получила своё название – Виленская.
Когда Елена умерла, то святая икона Божией Матери была поставлена в Пречистенском соборе, над её гробницей. Когда родство между московским и литовским дворами пресеклось, царь Иоанн Васильевич Грозный пытался вернуть эту чудотворную икону в Москву и предлагал за неё королю Сигизмунду 50 знатных литовских пленников, но король решительно воспротивился этому, потому что всё духовенство, как православное, так и униатское, не хотело лишиться этого сокровища.
В Пречистенском соборе икона пребывала до половины XVIII века, а потом была перенесена вместе с митрополией в Свято-Троицкий монастырь, находившийся тогда в распоряжении католиков. Пречистенский же собор был отдан униатам. Только в 1839 году Свято-Троицкий монастырь вместе с Виленской иконой был возвращён православным. С этого времени Виленский образ Богородицы заменил собой для обители утраченную икону Остробрамскую.
В Первую мировую войну, в связи с угрозой оккупации Литвы немецкими войсками, архиепископ Виленский и Литовский Тихон (будущий российский патриарх) благословил эвакуировать в Россию все православные святыни, в том числе и Виленскую икону. Чудотворный образ поместили в московский Донской монастырь. Впоследствии икона исчезла, и судьба её неизвестна.