Po třetím dělení Polska v roce 1795 byl Vilnius anektován Ruskem a stal se hlavním městem Vilenské gubernie. V roce 1812 město dobyl Napoleon během svého tažení na Moskvu. Jeho armáda posléze do Vilniusu ustoupila a město se stalo hrobem tisíců zraněných francouzských vojáků. V 19. století město postihly represe po nezdařených polských povstáních proti ruské nadvládě. Po listopadovém povstání z let 1831–1832 byla mj. uzavřena vilniuská univerzita.