Kościół Św. Kazimierza jest najwcześniejszym w Wilnie kościołem barokowym. Jego forma architektoniczna stała się wzorcem budowy innych świątyń wileńskich, a także poza obszarem Wilna. Autorstwo projektu jest sporne; lecz charakter budowli wskazuje na wpływy włoskie.
W XVIII wieku odnowiony pod kierunkiem Tomasza Żebrowskiego; wtedy też została wzniesiona monumentalna, kilkustopniowa kopuła z wysoką latarnią, zwieńczona koroną wielkoksiążęcą. Fasada kościoła była ozdobiona parzystymi pilastrami i dekoracyjnymi gzymsami; nad nią wznosiły się dwie wieże z zegarami.
Wygląd zewnętrzny kościoła znacznie ucierpiał na skutek przebudowy na cerkiew, potem na muzeum ateizmu. Fasada utraciła swoją „falistość”, tak wyrazistą i piękną w wileńskim baroku; wieże znacznie obniżono i zmieniono kształt hełmów. Jeszcze na fotografii z lat 30-tych XX wieku widać ślady dawnej urody fasady; parzyste pilastry są bardziej wysunięte, co powoduje większą plastyczność płaszczyzny; podobne są do piętrowej kolumnady. Gzymsy są faliste, a istniejąca wtedy wieżyczka środkowa i hełmy mają bardziej fantazyjną linię. Także kształt portyku jest inny. W czasie II wojny lub po wojnie zmniejszono grubość pilastrów, falujące gzymsy wyprostowano; znikła też gdzieś środkowa wieżyczka z początku XX wieku. Jej miejsce zajęła dziwna platforma zlokalizowana centralnie na szczycie.
https://www.zona.lt/foto/Vilnius/Kazimiero_bazn_Sv.Nikolajaus_soboras.jpg