1825 m. išsipirkę sklypą Naujininkuose, du pirkliai sentikiai pastatė medinius maldos namus. 1830 m. Vilniuje buvo įkurta sentikių parapija. Pirmuosius medinius maldos namus tuomet pastatydino pirkliai Avidaburskis ir Novikovas. Vilniaus pirklys ir sentikių bendruomenės pirmininkas Aristarchas Pimonovas 1882-1886 m. pastatytame mūriniame pastate, kuriame veikė miesto prieglauda, 1901 m. įrengė cerkvę. 1906 m. prie pastato V fasado pristačius mūrinę varpinę su svogūno formos kupolu, cerkvė įgavo dabartinį pavidalą. Pirmojo pasaulinio karo metu, 1915-1918 m. cerkvė buvo uždaryta, išplėšti varpinės varpai. 1925 m. spalio 15-17 d. Vilniaus Švč. Dievo Motinos Užtarėjos cerkvėje vykusio sentikių bažnyčios suvažiavimo metu išrinkta Sentikių bažnyčios Aukščiausioji Taryba. Šiame suvažiavime taip pat priimtas Lietuvos sentikių bažnyčios statutas. 1927 m. vykdytas interjero tvarkymas - atnaujinti sienų ir lubų lipdiniai, pastatyti kiotai prie maldos salės Š ir P sienų, sukurtos bei atnaujintos ikonostaso ikonos, jų autoriai - ikonų tapytojai Ivanas Ipatjevičius Michailovas (1893-1993) bei Fiodoras Romanovas.