Bukowska, Relikty architektury wczesnośredniowiecznej – formy i datowanie, [w:] Płock Wczesnośredniowieczny, red. A. Gołembnik, Warszawa 2011, s. 157–158, 187–189, 200–201.. W 1 połowie XII wieku zastąpiła ją katedra zbudowana przez biskupa Aleksandra z Malonne. Przed fasadą katedry istniała także zbudowana w końcu XI lub w XII wieku kamienna rotunda z absydą. Po zniszczeniu grodu przez Litwinów w 1262 roku, odbudował go Bolesław Pobożny.
W 2 połowie XIII wieku Bolesław Pobożny lub Bolesław II mazowiecki zbudował na terenie drewniano-ziemnego grodu kamienną wieżę-donżonT.Janiak (red.) „Architektura Romańska w Polsce. Nowe odkrycia i interpretacje” s.316-319, Gniezno 2009., której pozostałości znajdują się pod Wieżą Zegarową (dawniej kamienna wieża była błędnie uznawana za relikt zabudowy z czasów Władysława Hermana). Nie jest wykluczone, że już w czasach Bolesława II (zm. 1313) zbudowano Wieżę Szlachecką i Wieżę Zegarową i łączący je mur. W lipcu 1327 roku miasto i być może zamek zajął Władysław Łokietek, a w 1329 roku przed wojskami czeskimi i krzyżackimi bronił się w zamku książę Wacław. W XIV wieku król Kazimierz Wielki wzmocnił zamek budując dwa pierścienie ceglanych murów obronnych, dostosowanych kształtem do nieregularnego wzgórza.