W latach 1476 – 1490 za rządów Stefana III Wielkiego zbudowano istniejący dzisiaj murowany zamek, m.in. wzniesiono kaplicę od strony rzeki, gotycki pałac, powstały nowe mury o grubości 6 metrów i wysokości 40 metrów, zbudowano trzy wieże, sutereny dla żołnierzy, a dziedziniec podwyższono o 10 metrów. Mury były ozdobione geometrycznymi ornamentami z cegły. Główną wieżą była wieża północna pełniąca rolę bergfriedu (wieży ostatecznej obrony). Zamek przypuszczalnie wznieśli włoscy muratorzy z Kaffy na Krymie.
Od XIV do XVI wieku zamek służył jako rezydencja hospodarów – książąt mołdawskich. Na początku XVI wieku Mołdawia stała się terytorium, na którym ścierały się interesy Imperium Osmańskiego, Siedmiogrodu i Rzeczypospolitej Obojga Narodów, czego wynikiem były częste zmiany na stanowisku hospodara mołdawskiego.
W październiku 1509 wojska polskie dowodzone przez Mikołaja Kamienieckiego pokonały wojska mołdawskie Bogdana III w bitwie podczas przeprawy przez rzekę pod zamkiem.