Pod koniec XIII w. nastąpiła dalsza rozbudowa grodu, który stał się zamkiem, w ten sposób, że w miejsce splantowanego wału wzniesiono mur obronny, posiadający co najmniej dwie wieże. Osiemnastoboczną kaplicę zastąpiono nową, ośmioboczną aulą, a w południowej części rozpoczęto budowę dwu- lub trójkondygnacyjnej kaplicy grobowej pod wezwaniem NMP (obecny kościół św. Marcina). Niedługo po śmierci Henryka IV Probusa zamek stracił swoją pozycję głównej siedziby książęcej, a kolejni władcy: Henryk V Brzuchaty, Bolko I Surowy oraz Henryk VI Dobry częściej korzystali z rezydencji na lewym brzegu Odry. Ostatni wystawiony tutaj dokument pochodzi z 1311 roku (następnie obiekt wzmiankowany jest jeszcze w roku 1376 – w związku z pobytem w nim nuncjusza papieskiego – z określeniem in antiquo castro, czyli w starym zamku).
W roku 1315 cały Ostrów Tumski sprzedany został władzom kościelnym i od tego czasu jurysdykcja świecka przestała na wyspie obowiązywać, z czego nierzadko korzystali ci, którzy naruszyli prawo świeckie na terenie Wrocławia. Przejawem swoistych praw obowiązujących na Ostrowie Tumskim był obowiązek zdejmowania nakrycia głowy już przy wejściu na most Tumski (obecny, żelazny, stoi na miejscu średniowiecznego, drewnianego), gdzie stał słup graniczny małego „państwa kościelnego”.