In 1387 ontving Vilnius stadsrechten van de Litouwse groothertog en Poolse Koning Jogaila. Even later werd er gestart met de bouw van het stadhuis. De eerste vermelding dateert uit 1432. Het stadhuis heeft zwaar geleden onder oorlogen en branden en vanaf deze tijd zijn alleen nog maar de gotische funderingen overgebleven. Op een afbeelding uit 1572 staat het stadhuis afgebeeld met een hoge toren, waarin in de zeventiende eeuw een klok werd bevestigd.

In de zeventiende eeuw bezat het stadhuis een rechtbank, een werkruimte voor de burgemeester, ruimte voor kooplieden, archieven, een wapenkamer, een gevangenis en op het plein zelfs een schandpaal.

Het stadhuis kende ook veel misfortuin. Door diverse oorlogen beschadigde het gebouw door de eeuwen heen. In 1610 en 1748 werd het stadhuis verwoest door twee grote branden. De bekende architect Jonas Kristupas Gliaubičius kreeg opdracht om het gebouw opnieuw op te bouwen. Ook de toren werd opnieuw geplaatst. Toen architect Tommaso Russelis het werk in 1769 vertooide, bleek de toren behoorlijk te slingeren. De beroemde architect Laurynas Stuoka-Gucevičius (1753-1798) werd te hulp geroepen. Zijn hulp kwam echter te laat om de toren te redden. In 1781, net nadat de restauratie begon, begaf de toren het en beschadigde het stadhuis opnieuw. In 1788 begon de restauratie, maar ongunstige politieke omstandigheden vertraagden het proces. De restauratie werd pas voltooid in 1799, net na de dood van Laurynas Stuoka-Gucevičius. Tussen 1810 en 1924 werd het complex gebruikt als theater.

Vanaf 1936 tot 1939 werden de gescheurde zuilen vervangen en werd er een nieuwe harmonieuze versiering aangebracht. Bij de teruggave van Vilnius aan Litouwen in 1939, werd het gebouw compleet gerestaureerd. Dit duurde niet lang, want op last van de Sovjetautoriteiten werd in 1941 het nationaal kunstmuseum naar het stadhuis verplaatst.

In 1995 is het kunstmuseum verplaatst naar het Chodkevičius gebouw, zodat het bouwwerk op 1 januari 1998 terug kon worden gegeven aan de gemeente Vilnius. De plaatselijke autoriteiten besloten dat het gebouw ingezet moest gaan worden voor representatieve vieringen van de stad, zoals dat ook in vele andere Europese steden gebeurt.

Het gebouw telt zes Dorische zuilen die een driehoekige portiek ondersteunen. Het stadhuis heeft uitzicht op Didžioji Straat en het begin van Pilies (kasteel) straat. Als u Pilies straat uitloopt, komt u bij een andere creatie van Laurynas Stuoka-Gucevičius: de kathedraal van Vilnius.

Momenteel wordt het stadhuis gebruikt voor officiële plechtigheden, concerten en tentoonstellingen. Een deel van het gebouw is in gebruik als restaurant.