Od 1897 r. wierni zaczęli starania o budowę świątyni i wydzielenie z parafii w Kościeniewiczach. Po wydaniu w 1905 r. przez cara Mikołaja II manifestu o tolerancji religijnej, 23 listopada 1906 r. otrzymano zgodę na budowę kościoła. Tego samego roku przywrócono parafię Podwyższenia Krzyża Świętego.
Obecny kościół parafialny zbudowany został w latach 1906 – 1913 i w 1931 konsekrowany przez arcybiskupa wileńskiego Romualda Jałbrzykowskiego. Przed II wojną światową parafia leżała w archidiecezji wileńskiej, dekanacie wilejskim. W 1938 służyło w niej dwóch kapłanówSchematyzm Archidiecezji Wileńskiej 1938. Na terenie parafii, w Horodyszczu budowano kaplicę.
Po wojnie Wilejka znalazła się w granicach ZSRS. Komuniści znacjonalizowali kościół. Został on zwrócony wiernym w 1990.
W sierpniu 2003 r. w parafii rozpoczęły pracę Siostry od Aniołów, a we wrześniu tego samego roku założono chór dzieci i młodzieży "Angeli". 14 sierpnia 2004 r. poświęcono kaplicę Najświętszego Serca Jezusa Chrystusa, wzniesioną w pobliżu kościoła. 30 czerwca 2004 r. wyruszyła pierwsza pielgrzymka parafialna do Sanktuarium w Budsławiu.