Pirmoji Šv. Onos bažnyčia minima 1390 m. Ji stovėjo Gedimino (Pilies) kalno šiaurinėje pašlaitėje ir priklausė pranciškonams.
Bažnyčia XIX a. (Zygmunt Vogel (1764-1826)).
Žygimanto Augusto nurodymu ji 1551 m. nugriauta, toje vietoje pastatyta Šv. Onos ir Barboros vienanavė bažnyčia. Manoma, kad jos architektas Džiovanis Činis. Bažnyčia buvo renesansinė. Po Žygimanto Augusto mirties neužbaigta, 1655 m. apgriauta, 1666 m. visai nugriauta.