W późniejszych latach miasto przechodziło w ręce Czarnkowskich, Kostków, Wejherów, Grudzińskich, Opalińskich oraz Sapiehów. Z rodu Kostków właścicielami Wielenia byli od 1591 roku Jan II Kostka (1574–1592) po nim jego syn Jan Kostka (1592–1624), po nim jego syn Mikołaj Aleksander Kostka (1622–1652)Jerzy Antoni Kostka, „Kostkowie herbu Dąbrowa” Wyd. Z.P. Polimer, Koszalin 2010, s. 80, 81, 116, 117, 121–123, 126-128 ..
W 1580 położone było w powiecie poznańskim województwa poznańskiego w Rzeczypospolitej Obojga NarodówAdolf Pawiński, Polska XVI wieku pod względem geograficzno-statystycznym, Wielkopolska t. I, Warszawa 1883, s. 57..
W wyniku I rozbioru Polski Wieleń przeszedł pod panowanie Prus. W 1783 miasto nawiedził wielki pożar, w wyniku którego spaliła się połowa miasta z ratuszem i archiwaliami włącznie. Po zwycięskim dla Polaków powstaniu wielkopolskim (1806), na mocy traktatu w Tylży z 7 lipca 1807, Wieleń włączono do Księstwa Warszawskiego. We wrześniu 1894 otwarto pierwszy żelazny most nad Notecią.
Mocą traktatu wersalskiego południowa część miasta wróciła do Polski. Historyczna granica jest dziś granicą pomiędzy diecezjami: Parafia Wniebowzięcia Matki Bożej i Świętego Michała należy do archidiecezji poznańskiej, natomiast Parafia św.