Po przegranej wojnie domowej, Świdrygiełło w 1437 przekazał Łuck Królestwu Polskiemu. Było to ówcześnie znaczące centrum administracji, siedziba lokalnych władz świeckich i duchownych (kryłos eparchii łucko-ostrogskiej, dwór biskupa z drewna) oraz miejsce obrad sejmików szlachty wołyńskiej i sądów. W XVI wieku wieżę bramną nadbudowano o dwa piętra. Na początku XVII wieku zamek ozdobiono w stylu renesansowym, dodając m.in. attyki na wieży bramnej. Mieściło się w niej archiwum województwa wołyńskiego.
W 1775 roku biskup unicki Stefan Lubieniecki rozebrał starą zrujnowaną cerkiew zamkową św. Jana Teologa, która stała wewnątrz obwodu murów obronnych. Na jej miejscu rozpoczęto budowę fundamentów nowej cerkwi, ale w jej ukończeniu przeszkodziły Rozbiory Polski. W 1781 roku spłonął gotycki Dom książęcy, na przedłużeniu którego łucki starosta Józef Czartoryski polecił w 1789 roku zbudować zachowany do dzisiaj barokowy Dom Szlachecki. W 1807 roku na dziedzińcu zbudowano klasycystyczny Dom Władyków, z przeznaczeniem na siedzibę biskupa unickiego, a po 1826 roku na skarbiec powiatowy.
W okresie II RP w Domu Szlacheckim umieszczono Muzeum Wołyńskie, a wieże zamkowe były wykorzystywane do obserwacji przez straż pożarną.