W 1614 został odkupiony przez Michała Wiśniowieckiego, ojca Jeremiego Wiśniowieckiego. Jeremi, odziedziczywszy Wiśniowiec, przebudował zamek (być może w typie palazzo in fortezza), powiększając go i wzmacniając w 1640 roku obwarowania, oraz ufundował kościół i klasztor karmelitów bosych. Warownia była tak silna, że w 1648 roku nie zdołali jej zdobyć kozaccy powstańcy Bohdana Chmielnickiego. Po śmierci syna Jeremiego, króla Michała, Wiśniowiec w 1673 roku przeszedł na własność młodszej linii rodu w osobie ks. Dymitra Jerzego, jednak rok wcześniej zamek wiśniowiecki został na skutek zdrady zdobyty przez Turków, a załogę wycięto w pień. Zamek ten odbudowano na przełomie XVII i XVIII wieku wznosząc nowy pałacowy korpus główny z wyższą częścią środkową (ryzalitem) oraz flankującymi alkierzami.
Po 1720 roku zaczęto rozbudowywać pałac wg projektu francuskiego architekta majora Jakuba Daprèsa Blangeya z fundacji księcia Michała Serwacego Wiśniowieckiego. W latach 1728–1731 nastąpiła rozbudowa skrzydeł pałacowych po ślubie hetmana z Teklą Rożą z Radziwiłłów.