Król Zygmunt III Waza w 1596 roku nadał miastu przywilej organizowania dwóch jarmarków rocznie.
Żytomierz był także miastem królewskim Korony Królestwa PolskiegoMagazin für die neue Historie und Geographie Angelegt, t. XVI, Halle, 1782, s. 15., położonym w pierwszej połowie XVII wieku w starostwie grodowym żytomierskim województwa kijowskiegoLustracye królewszczyzn ziem ruskich, Wołynia, Podola i Ukrainy z piérwszéj połowy XVII wieku / wydał Aleksander Jabłonowski, Warszawa 1877, s. 78.. Był miejscem popisów szlachty województwa kijowskiego I RzeczypospolitejAntoni Sozański, Wykład politycznej geografii, rządu i administracyi dawnej Polski przy końcu istnienia całego państwa (1648-1772), Kraków 1889, s. 4.. Upadek miasta rozpoczął się w czasie powstania Chmielnickiego w 1648 roku, podczas którego Kozacy wraz z Tatarami zdobyli zamek, wymordowali mieszkańców a miasto spalili, zniszczyli też księgi grodzkie i ziemskie od roku 1582. Po oderwaniu przez Rosję Kijowa od Polski, Żytomierz stał się w 1667 roku nową stolicą województwa kijowskiego.