Po śmierci Kazimierza Wielkiego zamek znalazł się wraz z Rusią Czerwoną pod władzą króla Polski i Węgier Ludwika Węgierskiego, a następnie administracji węgierskiej. W 1387 roku, po wyprawie królowej Jadwigi, Lwów i Wysoki Zamek powróciły pod bezpośrednią władzę Korony Polskiej. Od tego czasu zamkiem zarządzali mianowani przez króla Polski starostowie lwowscy i podlegli im burgrabiowie.
XV–XVI wiek
W XV wieku Wysoki Zamek odgrywał istotną rolę w systemie obrony południowo-wschodnich ziem Korony Polskiej przed najazdami tatarskimi i mołdawskimi. Z wież zamku obserwowano okolice miasta, a w razie zagrożenia alarmowano ludność miasta wystrzałami i ogniami. Warownia służyła również jako więzienie państwowe. W 1410 roku umieszczono tutaj część rycerzy zakonu krzyżackiego wziętych do niewoli przez wojska polsko-litewskie po bitwie pod Grunwaldem.
Najstarszy obszerniejszy zachowany inwentarz zamku pochodzi z 1495 roku. Wykazuje on znaczne zapasy broni palnej, kusz, prochu, pocisków i żywności, potwierdzając wojskową funkcję obiektu u schyłku XV wieku.