Po włączeniu Sochaczewa do Królestwa Polskiego przez Kazimierza Jagiellończyka w 1476 roku zamek stał się siedzibą starosty grodowego oraz stacją królewską. Na przełomie XV/XVI wieku doszło do osunięcia się północnego stoku wzniesienia, co doprowadziło do zawalenia północnej części kurtyny zamku. Być może z powodu tego osunięcia się wzgórza nowa brama wjazdowa została umieszczona od wschodu. Pod koniec XVI wieku na zamku pięć razy przebywał król Stefan Batory.
Po 1608 roku na polecenie króla Zygmunta III Wazy starosta sochaczewski Stanisław Radziejowski rozpoczął przebudowę zamku w stylu wczesnego baroku. Mimo, że zamek nie był ukończony, król przebywał na zamku sześciokrotnie podróżując trasą do Torunia. Zapiski z 1638 roku wskazują, że zamek nadal jeszcze nie był ukończony. Około 1657 roku zamek został spalony podczas Potopu szwedzkiego, co potwierdza opis z 1658 r. Dopiero po 1786 roku zamek doczekał się odbudowy dzięki staroście sochaczewskiemu Kazimierzowi Walickiemu. Zamek został uszkodzony podczas Insurekcji kościuszkowskiej w 1794 r., jednak nie musiały to być duże zniszczenia, gdyż Prusacy planowali umieścić w nim koszary wojskowe. Zamek popadł w ruinę na początku XIX wieku i w 1820 roku planowano jego rozbiórkę, do której jednak nie doszło.