После поражения Польского восстания 1863–1864 гг. прославление Виленской иконы приобрело политический оттенок, поскольку этот образ воспринимался как символ исконного православия Северо-Западного края. В этом аспекте её история стала своеобразным противопоставлением истории Остробрамской Виленской иконы Божьей Матери, которая являлась в то время символом национального освобождения для католиков и православных (бывших униатов) Литвы и Белоруссии. Этот период отмечен большим числом публикаций, посвящённых Виленской иконе, обусловленных стремлением доказать её древность, подчеркнув её православные корни. Архимандрит Иосиф (Соколов) в книге, посвящённой Остробрамской иконе Божьей Матери, опубликовал и текст молитвы к Божьей Матери с просьбой о покровительстве императорскому дому, которая читалась в виленском Троицком монастыре перед Виленской иконой. Виленская икона (размер 134,5х90 см) была написана на четырёх досках (две центральных кипарисовых и боковых липовых). Судя по фотографиям и графическим воспроизведениям иконы в издании второй половины XIX в., она наиболее близка иконографическому изводу Иерусалимской иконы Божьей Матери (в зеркальном варианте – с Младенцем на левой руке Божьей Матери) и изводам Грузинской и Тихвинской икон Божьей Матери. Как и на Тихвинской иконе, на Виленской правая ножка Младенца развёрнута обнажённой пяткой наружу, левая рука со свитком лежит на Его коленях, но Его благословляющая правая рука поднята более высоко по сравнению с положением руки на Тихвинской иконе. На протяжении 400-летнего пребывания в Вильно икона украшалась многочисленными драгоценными приношениями. В 1677 г. из серебряных табличек-вотивов, поднесённых иконе, была сделана для неё чеканная риза. Одежды Богоматери и Младенца были серебряные с вызолоченными цветами и орлами, фон выполнен в технике филиграни. Золотую филигранную корону на главе Божьей Матери поддерживали два чеканных серебряных позолоченных ангела, на серебряной позолоченной короне младенца было три драгоценных камня. Фон иконы укрывали серебряные таблички (в том числе вотивные 1758 и 1759 гг.), на одной из которых было рельефное изображение коленопреклонённой женщины (предположительно великой княгини Елены Ивановны). В архивных документах 1701 и 1781 гг. перечислялось множество драгоценных камней, серебряных и золотых украшений, находившихся на Виленской иконе, в том числе у шеи Богоматери 55 ниток жемчуга, Богомладенца – 33 нитки бисера. В 1866 г. оклад демонтировали, оставив только басменную серебряную раму на полях иконы. Из снятого с иконы серебра и пожертвованных драгоценностей петербургский ювелир Александр Соколов выполнил новый оклад, накладные орнаментированные нимбы с бриллиантами и алмазами и корону на главу Божьей Матери; на икону изготовили также новую, бронзовую раму. В том же году художник Владимир Васильев провёл реставрационную расчистку Виленской иконы. С началом Первой мировой войны, русские правительственные и церковные власти организовали эвакуацию наиболее древних и ценных православных реликвий из прифронтовой зоны Литвы и Белоруссии в глубь России. В августе 1915 г. Виленская икона вместе с мощами трёх Виленских православных мучеников была вывезена в московский Донской монастырь, дальнейшая её судьба неизвестна.