Za czasów króla Władysława Jagiełły zwoływano na zamek zjazdy koronne. Odbywały się też w nim sądy. Zygmunt I Stary gruntownie zamek przebudował, nadając mu formę czworoboku z dziedzińcem wewnętrznym. Był schronieniem dla dworu królewskiego w okresie panującej w Krakowie epidemii (1527). W 1550 roku wielki pożar zniszczył skrzydło wschodnie i północne. Za panowania króla Zygmunta Augusta odbudowano i przebudowano zamek. Prace prowadzono w latach 1551-1568 pod kierunkiem Tomasza Grzymały oraz artysty rzeźbiarza Santi Gucci. Wybudowano m.in. klatki schodowe od strony dziedzińca i krużganki wsparte na trzech słupach.