К 1 января 2004 г. в епархии действовали два монастыря: вильнюсский Свято-Духов (мужской, основан на рубеже XVI–XVII вв.) и вильнюсский во имя равноапостольной Марии Магдалины (женский, основан в 1864 г.). В XIX – начале XX вв. на территории епархии существовали: виленский во имя Святой Троицы (мужской, основан во второй половине XIV в., в начале XVII в. передан униатам, возобновлён как православный в 1845 г., упразднён в 1915 г.), Сурдегский в честь Сошествия Святого Духа на апостолов (мужской, основан в 1550 г., упразднён в 1915 г.), Пожайский в честь Успения Божьей Матери (мужской, преобразован в 1839 г. в православный из католического, упразднён в 1915 г.), Березвечский в честь Рождества Пресвятой Богородицы (в 1839 г. преобразован в православный из униатского, упразднён в 1872 г., возрождён в 1901 г. как женский, упразднён в 1923 г.), Анталептский в честь Рождества Пресвятой Богородицы (женский, основан в 1893 г., упразднён в 1948 г.). Архиереи: митрополит Иосиф (Семашко; 6 марта 1839 г. – 23 ноября 1868 г., с 25 марта 1839 г. – архиепископ, с 30 марта 1852 г. – митрополит); архиепископ Макарий(Булгаков; 10 декабря 1868 г. – 8 апреля 1879 г.); архиепископ Александр (Добрынин; 22 мая 1879 г. – 28 апреля 1885 г.); архиепископ Алексий (Лавров-Платонов; 11 мая 1885 г. – 9 ноября 1890 г., с 20 марта 1886 г. – архиепископ); архиепископ Донат (Бабинский-Соколов; 13 декабря 1890 г. – 30 апреля 1894 г.); архиепископ Иероним (Экземплярский; 30 апреля 1894 г. – 27 февраля 1898 г., с 6 мая 1895 г. – архиепископ); архиепископ Ювеналий (Половцев; 7 марта 1898 г. – 12 апреля 1904 г.); архиепископ Никандр (Молчанов; 23 апреля 1904 г. – 5 июня 1910 г.); архиепископ Агафангел (Преображенский; 13 августа 1910 г. – 22 декабря 1913 г.); архиепископ Тихон (Беллавин; декабря 1913 г. – 23 июня 1917 г.); митрополит Елевферий (Богоявленский; 13 августа 1917 – 31 декабря 1940 г., с 13 августа 1917 г. – временно управляющий, с 28 июня 1921 г. – правящий архиерей в сане архиепископа, с октября 1928 г. – митрополит); митрополит Сергий (Воскресенский; март 1941 г. – 28 апреля 1944 г.); архиепископ Даниил (Юзвьюк; временно управляющий 29 апреля 1944 г. – июнь 1944 г.); архиепископ Корнилий (Попов; 13 апреля 1945 г. – 18 ноября 1948 г.); архиепископ Фотий (Топиро; 18 ноября 1948 г. – 27 декабря 1951 г.); архиепископ Филарет (Лебедев; временно управляющий 1952–1955 гг.); архиепископ Алексий (Дехтерёв; 22 ноября 1955 г. – 19 апреля 1959 г., с 25 июля 1957 г. – архиепископ); архиепископ Роман (Танг; 21 мая 1959 г. – 18 июля 1963 г.); архиепископ Антоний (Варжанский; 25 августа 1963 г. – 28 мая 1971 г.); епископ Ермоген (Орехов; 18 июня 1971 г. – 25 августа 1972 г.); епископ Анатолий (Кузнецов; 3 сентября 1972 г. – 3 сентября 1974 г.); епископ Герман (Тимофеев; 3 сентября 1974 г. – 10 апреля 1978 г.); архиепископ Викторин (Беляев; 19 апреля 1978 г. – 10 апреля 1989 г., с 9 сентября 1982 г. – архиепископ); епископ Антоний (Черемисов; 22 апреля 1989 г. – 25 января 1990 г.); митрополит Хризостом (Мартишкин; 26 января 1990 г. – 24 декабря 2010 г., с 25 февраля 2000 г. – митрополит); Иннокентий (Васильев; с 24 декабря 2010 г.).