1409 m. Lietuvos Didysis kunigaikštis Vytautas fundavo Trakų parapinę bažnyčią. Bažnyčia buvo gotikinio stiliaus. XVII a. pradžioje Vilniaus vyskupas Eustachijus Valavičius bažnyčią perstatė. 1655 m. per karą su Rusija bažnyčia buvo apgriauta, vėliau atstatyta.

1718 m. bažnyčia rekonstruota. Jos fasadams suteikta baroko bruožų, barokinių bruožų įgavo ir bažnyčios interjeras. Bažnyčia garsi Trakų Dievo Motinos paveikslu. Manoma, kad paveikslas nutapytas Konstantinopolyje 1123 m., ir 1390 m. imperatorius Emanuelis II Paleologas padovanojo jį Vytautui. XVIII a. pradžioje popiežius Klemensas XI vainikavo paveikslą auksine karūna. 1718 m. rugsėjo 4 - 12 d. vyko karūnavimo iškilmės. Tai buvo antras karūnuotas paveikslas Lenkijos ir Lietuvos valstybėje. Pirmas - Čenstachovoje Lenkijoje. Šioje bažnyčioje buvo saugomos Trakų Dievo motinos paveikslo karūnos, kurias dabar galima pamatyti Vilniaus Taikomosios dailės muziejuje.