Православная церковь на месте монастыря существовала уже в XIV веке, а с конца XV века здесь действовала монашеская обитель. В 1514 году на средства Константина Острожского на месте деревянной церкви был построен каменный Свято-Троицкий храм.
С 1584 года при Свято-Троицком монастыре действовало виленское православное братство, объединявшее православных жителей города. При монастыре около 1585 года были основаны духовное училище и типография. В типографии в 1596 году был отпечатан первый восточнославянский букварь со словарём «Наука ку читаню, и розумѣню писма словенского».
В 1608 году по указу короля Сигизмунда III монастырь был передан униатским монахам базилианам. Православное братство, училище и типография перешли в Свято-Духов монастырь. В 1628 году к базилианам перешла бывшая печатня братьев Мамоничей. В базилианской типографии в XVII—XVIII веках было отпечатано около двухсот книг на разных языках, в том числе и на литовском.
В 1655 году был уничтожен печатный пресс. Деятельность типографии в 1692-1766 гг. была остановлена на 70 лет. Второй период деятельности Троицкой типографии приходится на 1767-1800 гг. Книги выходили на славянском, польском, латинском и французском языках. В 1778-1809 гг. вышло около 67 книг на кириллице (9-униатских, остальные-старообрядческие), в их числе Псалтири, временщики, каноники, поучения Иоанна Златоуста, произведения аввы Дорофея, Ефрема Сирина и др.
Основной книжной продукцией типографии были учебники, буквари, словари для школ ордена, религиозная литература «Букварь славянского языка» (1767, 1782); «Букварь польского языка» (1783); «Жития святых» К. Масини (в 13 т., окончена в 1786 г.); «Лексикон географический» с двумя картами Иллариона Карпинского (1766). В конце XVIII века значительную часть репертуара составляла художественная литература. В типографии выполнялись также заказы виленских бернардинцев и доминиканцев. Как отмечают исследователи, Вильнюс был основным поставщиком униатской книжной продукции для Беларуси, а также Украины.
Во время польского восстания Тадеуша Костюшко по указанию одного из лидеров восстания Якуба Ясинского в монастырской типографии печатались воззвания повстанцев. В 1839 году типография была закрыта по указу императора Николая I.