Rokantiškėse (manoma, kad Vilnios kairiajame krante, prie pilies) iki 1542 m. pastatyta bažnyčia. 1588 m. jai paskirti 9 kaimai. 1621 m. bažnyčios valdos paimtos, liturginiai reikmenys perduoti Vilniaus Antakalnio bažnyčiai.
1903 m. į Naujosios Vilnios psichoneurologinės ligoninės koplyčią paskirtas kunigas. Į čia vykstančias pamaldas galėjo ateiti apylinkių gyventojai. Vilniaus generalgubernatorius 1906 m. leido statyti bažnyčią ir laikinai laikyti pamaldas klebonijoje. Inžinierius A. Filipovičius-Dubovikas suprojektavo mūrinę bažnyčią. 1909 m. projektas koreguotas – atsisakyta dalies išorės puošybos.
1908–1911 m. pastatyta dabartinė bažnyčia (statybą prižiūrėjo technikas Severinas Govaltas, o nuo 1909 m. – inžinierius Kazimieras Dobošinskas). Po Antrojo pasaulinio karo klebonas Kazimieras Valeikis bažnyčią suremontavo.