Jeśli jednak budowla ta powstała, to najprawdopodobniej po odejściu Mendoga od chrześcijaństwa w 1261 r. budowlę tę (być może jeszcze nieukończoną) zburzono.
Katedra gotycka Potwierdzoną w źródłach pisemnych świątynię Władysław Jagiełło polecił zbudować po 1386 r. gdy sam przyjął chrzest w Krakowie. W 1387 lub 1390 r. powstało biskupstwo wileńskie. Kościół, który stał się od tego czasu katedrą nowego biskupstwa, otrzymał wezwanie św. Stanisława, patrona Polski oraz św. Władysława. Kościół ten wzniesiony został na miejscu dawnej świątyni pogańskiej, na terenie Zamku Dolnego. Katedra Jagiełły spłonęła na początku 1419 roku, w związku z czym książę Witold Kiejstutowicz zaczął jej odbudowę, która ciągnęła się jeszcze w 1427 roku. W odbudowywanej jeszcze katedrze gotyckiej pochowano wielkiego księcia Witolda. W 1484 r. spoczął w katedrze zmarły w opinii świętości, królewicz Kazimierz. W 1506 r. pochowano w katedrze króla Aleksandra Jagiellończyka. W pierwszej połowie XVI w. rozpoczęto gruntowny remont katedry (m.in. umieszczono dzwonnicę w baszcie obronnej Zamku Dolnego), zniweczony jednak następnym pożarem (1530).