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 1600 roku potwierdzono istnienie w Tarnopolu murowanego kościoła katolickiego, istniejącego obok unickiej cerkwi św. Krzyża oraz cerkwi Narodzenia Chrystusa z 1608 r. W 1620 r. zamek i miasto stały się własnością Zamoyskich, ponieważ Tomasz Zamoyski, kanclerz wielki koronny, ożenił się z Katarzyną Ostrogską. W 1621 roku, po wielkim zwycięstwie sił Rzeczypospolitej Obojga Narodów nad Turkami w bitwie pod Chocimiem, w drodze do Lwowa zamek i miasto odwiedził ze swoją świtą książę Władysław IV Waza, a przyjmował go z honorami Tomasz Zamoyski. W sierpniu 1649 roku zamek i miasto zostało spalone przez Kozaków Zaporoskich w czasie powstania Chmielnickiego. Zamek obronił się w trakcie najazdu tatarskiego w 1667 roku. Udało się go zdobyć dopiero w 1675 roku wojskom tureckim dowodzonym przez Ibrahima Szyszmana Paszę, które następnie spaliły go podczas wycofywania się. W 2. połowie XVII wieku dla ludności żydowskiej powstała Stara Bożnica.