W dniu 11 kwietnia 1864 roku Michaił hrabia Murawjow „Wieszatiel”, generał-gubernator litewski, postanowił zamienić kościół na cerkiew prawosławną. W latach 1866–1920 budowla pełniła funkcję cerkwi prawosławnej - soboru Trójcy ŚwiętejM. Bołtryk, Czerwone pudełko z landrynkami, „Przegląd Prawosławny”, nr 1 (235), styczeń 2005. (Nowy Sobór), natomiast wieże świątyni zostały przebudowane w stylu bizantyjskim. Beneficjum zostało oddane klerowi prawosławnemu. Klasztor natomiast został zamieniony na carskie więzienie, gdzie byli torturowani i mordowani polscy powstańcy styczniowi. Podczas I wojny światowej władze niemieckie przeznaczyły kościół na magazyn zbożowy.
W dwa lata po odzyskaniu niepodległości kościół został zrewindykowany na rzecz Kościoła rzymskokatolickiego w dniu 11 listopada 1920 roku. Od tej pory aż do 1964 roku kościół pełnił funkcję kościoła szkolnego (rektoralnego). Do 1926 roku w budynku klasztornym mieścił się Areszt Powiatowy. W latach 1923–1931 kościół został wyremontowany dzięki staraniom księdza Ludwika Olszewskiego, ówczesnego rektora świątyni. W tym czasie rozebrano dodatkową wieżę dodaną w czasach carskich, położono na dachu dachówkę ceramiczną, odbudowano chór, odtworzono otwory okienne wg dawnych planów kościoła pod kierunkiem architekta Piotra Kozińskiego z Grodna.