W dniu 15 marca 1548 Jan Amor Tarnowski otrzymał przywilej dający mu prawo do budowy tamy na rzece Seret, w wyniku czego powstało Jezioro Tarnopolskie, które ograniczało dostęp do miasta i zamku od strony zachodniej. Według innych opracowań budowę zamku rozpoczęto w 1554 r. Z przywileju króla Zygmunta Augusta z 1566 roku wynika, że obwarowania zostały wzmocnione przez syna hetmana, Jana Krzysztofa Tarnowskiego, kasztelana wojnickiego. Ponieważ Jan Krzysztof zmarł bezpotomnie, a Zofia, córka hetmana Jana Amora Tarnowskiego, wyszła za mąż za ks. Konstantego Wasylego Ostrogskiego, zamek i miasto weszły w skład jego majątku, a po jego śmierci do majątku ich syna Aleksandra Ostrogskiego. W sierpniu 1589 znaczne siły tatarskie wkroczyły na Podole, zdobyły miasto i zamek, a następnie podzielili swoje siły, aby w oddzielnych czambułach niszczyć okoliczne ziemieJoachim Bielski, Marcin Bielski, Joachima Bielskiego Dalszy ciąg Kroniki Polskiej zawierającej dzieje od 1587 do 1598 r., 1898, s. 105–106.. W 1620 r. zamek stał się własnością Zamoyskich, ponieważ Tomasz Zamoyski, kanclerz wielki koronny ożenił się z Katarzyną Ostrogską.