W latach 1615-1621 nastąpiła gruntowna przebudowa zamku. W jej wyniku budowla uzyskała niewielki dziedziniec wewnętrzny z piętrową loggią, otoczony trzykondygnacyjnymi budynkami mieszkalnymi stanowiącymi pałac zamkowy. Okna otrzymały ciosowe obramienia, a ponad 50 pałacowych wnętrz ozdobiły marmurowe i piaskowcowe portale, profilowane belki stropowe, polichromie ścienne, drewniane boazeria oraz marmurowe posadzki i glazurowane podłogi. Od strony północno-zachodniej umieszczono bramę wjazdową ozdobioną portalem. Budynek pałacowy stał na wzniesieniu, kilka metrów powyżej dziedzińca zewnętrznego. Narożne baszty podwyższono, aby górowały nad bryłą zamku. Obok bramy zbudowano nową wieżę na planie prostokąta. Natomiast od strony południowo-wschodniej powstał niski budynek kuchenny. Całość została otoczona fortyfikacjami bastionowymi w kształcie pięcioboku (bok o dł. 98 m). Rezydencję otaczał obszerny park ze zwierzyńcem i ogrody. Przebudowany obiekt reprezentował nowoczesną magnacką twierdzę typu „palazzo in fortezza”Marek Żukow-Karczewski, Bastionowy zamek Kmitów i Lubomirskich w Wiśniczu Nowym, „Aura”, nr 2, 1991, s.