В XVIII веке в войске Речи Посполитой насчитывалось несколько татарских полков. После ликвидации Речи Посполитой татары, привыкшие к военной службе, стали просить о создании особых татарских полков в составе армии Российской империи. Эта просьба была удовлетворена при Павле I. В 1797 году был создан Пинский конный полк в составе 10 эскадронов. В том же году он был переименован в Литовско-татарский конный полк. В состав полка входили 500 товарищей дворян и 500 вольноопределяющихся из татар и литовцев. Причём, первые содержали и себя, и вторых. 15 сентября 1798 года полку Высочайше пожалованы были 10 знамен, по числу эскадронов, вроде лейб-казачьих, с серебряной бахромой. Знамя первого эскадрона было белое, у остальных девяти — голубые. В 1799 году полк участвовал в Швейцарском походе в составе войск Римского-Корсакова. В 1803 году полк был разделен на Литовский и Татарский уланские полки. С этого момента начинается история собственно Литовского уланского полка. В 1806 году полк был назначен в корпус Буксгевдена и участвовал в кампании против Наполеона. Боевое крещение получил в сражении при Прейсиш-Эйлау. В ноябре 1807 года был наименован Литовским уланским. В 1809 году в составе корпуса генерала князя Голицына совершил поход в Галицию.
В кампанию 1812 года полк входил в 4-й резервный кавалерийский корпус 2-й Западной армии. Уланы приняли участие в бою под Миром и Романовым, в сражении у стен Смоленска и в Бородинском сражении. После сражения при Бородине полк вошёл в отряд Милорадовича. Участвовал в бою под Малоярославцем и Красным.
Полк принимает участие в подавлении освободительного восстания 1831 года и усмирении Венгрии в 1849 году. 21 марта 1833 года, после присоединения 3-го дивизиона Северского конно-егерского полка, полк был приведен в состав 8 действующих и 1 резервного эскадрона. 25 декабря 1849 года уланы получили 19 серебряных труб с надписями: «За усмирение Венгрии в 1849 году». В Крымскую войну полк участвует в осаде Силистрии, затем его перебрасывают в Евпаторию. 18 сентября 1856 года полку было повелено иметь 4 действующих и 2 резервных эскадрона. В 1863 году литовцы приняли: участие в усмирении польского мятежа на Волыни и находились в стычках и мелких делах с повстанцами. В этом же году 6-й эскадрон был упразднен, а 5-й выделен в состав 3-ей резервной кавалерийской бригады. 25 марта 1864 года к названию полка был присоединен номер «5». 27 июля 1875 года 5-й резервный эскадрон был переименован в запасной.
С воцарением Александра III полк, как и остальные легкоконные полки, был преобразован в драгунский — и восстановлен в качестве уланского только в 1907 году.
В Отечественную войну 1812 года в полку служила известная «кавалерист-девица» Надежда Дурова. В полку корнетом начал свою офицерскую службу генерал от кавалерии Павел Ренненкампф. Воспитанником полка был также известный деятель Белого движения князь Николай Ухтомский.