Na starych mapach austriackich widać układ fortyfikacji zamku. W 1615 r. Stanisław Lubomirski rozpoczął przebudowę zamku pod kierunkiem architekta Andrea Spezzy. Wyburzono znaczną część wcześniejszych murów zamku Kmitów i zbudowano wokół nowoczesne fortyfikacje bastionowe na planie pięcioboku. Na każdym z pięciu ustawionych w narożnikach bastionów stała wieżyczka obserwacyjna. W kurtynach między bastionami znajdowały się kazamaty oraz pomieszczenia dla służby i wojska, a także stajnie dla koni.
Równocześnie z fortyfikowaniem zamku, Lubomirski zbudował u jego stóp miasto Nowy Wiśnicz, a później też ufortyfikowany bastionami pobliski klasztor Karmelitów Bosych, który z zamkiem miał tworzyć sprzężony układ obronny. Załogę zamku stanowiło 200 konnych dragonów, 400 węgierskich piechurów. Na dziedzińcu zewnętrznym rozstawionych było 80 armat. Zgromadzone w lochach zapasy żywności wystarczały na 3 lata. Potężne fortyfikacje mogły odeprzeć każdy ówczesny atak.
Tymczasem w 1655 r. podczas potopu szwedzkiego zamek został poddany bez jednego wystrzału. Szwedzi ogołocili zamek, niszcząc bezpowrotnie jego świetność. Przez trzy dni, 150 wozami wywozili z zamku liczne kosztowności i dzieła sztuki.