Po objęciu tronu królewskiego przez Jana III Sobieskiego fortyfikacje Lwowa ponownie remontowano. Naprawiono także mury i studnię Wysokiego Zamku, a król osobiście interesował się przygotowaniem miasta do obrony. Jednocześnie zamek coraz wyraźniej ustępował współczesnej sztuce fortyfikacyjnej. Francuski dworzanin i pamiętnikarz François-Paulin Dalairac po pobycie we Lwowie w 1679 roku zwracał uwagę na brak odpowiednich fortyfikacji ziemnych, nowoczesnego flankowania i zewnętrznych dzieł obronnych. Z polecenia Sobieskiego inżynier Jan Berens rozpoczął projektowanie nowocześniejszego obwodu fortyfikacji Lwowa, który miał objąć również rejon Wysokiego Zamku, lecz przedsięwzięcia nie ukończono.
Ostatni raz zamek odegrał istotniejszą rolę wojskową podczas najazdu tatarskiego w 1695 roku. Z jego dział dawano sygnały alarmowe, a hetman wielki koronny Stanisław Jan Jabłonowski wykorzystywał wzgórze jako punkt obserwacyjny podczas przygotowań do obrony Lwowa.
Upadek i rozbiórka
Po odzyskaniu przez Rzeczpospolitą Obojga Narodów w 1699 roku kluczowej twierdzy w Kamieńcu Podolskim i przesunięciu zagrożenia od Lwowa, znaczenie militarne średniowiecznego zamku gwałtownie zmalało.