Польсько-литовська влада бере активну участь у відновленні замку. Укріплені цитаделі були вкрай потрібні Україні, в якій через набіги татар і турків людські поселення ледве існували.
Замок відбудували швидко, але і цього разу він «не був добре зробленим», і за десять років його знову треба було «оправляти». На початку XVI ст., за нотатками краківського сучасника, замок у Києві «є великим укріпленням, вибудуваним з дубових колод». Замок витримував постійні зміни управителів і перманентні відбудови чи перебудови (в середньому раз на десять років"). Від 1545 р. маємо опис замку Гваньїні: замок територіально вдвічі більший за Краківський, дерев’яний отинь-кований і вибілений. Щодо споруд замку. Гваньїні згадує артилерійські склади, адміністративні і житлові будівлі.
Зазначимо, якщо в середині XVI ст. Подніпров’я ще залишалось пусткою, то вже на кінець століття відродились не лише міста, містечка, але навіть і села, край заселяли переселенці з Галичини, Полісся та Всликопольщі. Активно розвивається козаччина, що стає на цеп час вже соціальною верствою, постійною армією, допомоги якої потребують і німецький цісарь, і Римський Папа. які відряджають до козаків свої посольства. Київський замок стає найсхіднішим форпостом, «воротами всього панства (держави) Мого королівської милості».
Після приєднання до Польщі литовських Волині. Брацлавщини і Київщини 1560 р. у замку з’явився суд, монетний двір, там засідали сеймики, звідти надходили адміністративні розпорядження для міста. Після 1608 р. його правителями були виключно католики — останнім православним київським воєводою був К. Острозький (1574-1608 pp.). За його правління замок спіткала руйнівна пожежа, після якої він мав «більш жалкий вигляд», ніж доти.
Наступним після М. Гаштольда католицьким єпископом, що мешкав у замку, був Посип Верещинськнй. єпископ новоутвореної, виділенням з Л юбушської. Київської діоцезії. Він перший єпископ, що особисто присутній у своїй парафії, перший, який веде певну організаційну і храмобудівну діяльність (зокрема у своїй резиденціїу Фастові). И. Верещинськнй мав наміри відродити Київ та укріпити замок. За його свідченням, у 1592 р. він застав замку католицьку капличку, але таку занедбану, що в ній ледь не тримали коней. І Іро костьол єпископ навіть не згадує і. оскільки він турбувався цим питанням, то, думаємо, мав би знати (а отже, і зазначати), хоча б за переказами, про існування там костьолу раніше. Якщо костьол дійсно існував.
Вважаємо «незнання» И. Всрещинським замкового костьолу тим дивнішим, що наявність костьолу констатувала литовська ревізійна люстрація 1552 р. Від часу люстрації до 1592 p., коли з замком ознайомився єпископ, пройшло сорок років, протягом яких замок не зазнав руйнацій. За три роки до люстрації замок описав Гваньїні, не зазначивши в ньому костьолу. А втім, люстрація 1552 р. фіксує на території дамку, крім костьолу, три православні церкви. подвір’я Миколаївського та Печерського монастирів — за звичаєм на випадок воєнної загрози прихистком у замку заручались міські установи, а хто мав змогу — споруджував там власні будови.
Від першої половини XVII ст. маємо кілька зображень: 1638 р. надруковано так званий «план Кальнофойського». на якому схематично позначено в замку дві споруди, увінчані хрестами (звичайно істориками вони визнаються храмами виїце-згадуваних православних монастирських подвір’їв); панорамний вид сухопутного бою із зображенням Подолу і замку за гравюрою А. Вестерфельда 1651 p. Зазвичай істориками визнавалась наявність у замку чотирьох храмів відповідно до люстрації (столітньої, щодо зображення А. Вестерфельда, давнини): три православних церкви і один костьол. Але ми акцентуємо, що видавець і дослідник вестер фельдівських гравюр київського циклу Я. Смірновмав змогу опрацювати найбільш наближені до оригіналу копії і зазначав, що з чотирьох «увінчаних хрестами» споруд замку, хрестом прикрашена лише одна, а інші мають декоративні шари, які могли прикрашати споруди світського призначення.
Якщо твердження Я. Смірнова є вірними, зміну кількості церков у замку можна пов’язувати з відбудовою 1608 p., бо згодом, у наказі воєводи Я. Тишкевича (воєвода у 1636-1644 pp.) згадується лише одна замкова православна церква. Годі у 1638 р. повсталі козаки зайняли замок, після чого його знову відбудували, укріпили стіни. З цією перебудовою, очевидно, пов’язаний наказ воєводи зруйнувати православну церкву в замку і спорудити на її місці костьол (втім хронологія подій тут невідома, можливо, що навпаки, саме таке розпорядження воєводи спровокувало козацький штурм і руйнацію замку). В усякому разі нові польські католицькі воєводи не дозволяли більше відбудовувати православні храми, що, певним чином, спричинило 1649 р. вимогу киян мати воєводу із українців".
Отже, десятиліття після 1638 р. є відносно спокійним для польської влади в Україні і, думаємо, саме цього часу в замку дійсно з’являється костьол. Він існував, імовірно, до 1651 p.. коли замок знищили і більше не відновлювали. Доба польської влади скінчилась, а нова московська влада будувала фортифікаційний центр вже на іншому місці — на Печерську.
Підсумовуючи, констатуємо, що Київський замок міг мати католицьку сакральну будову в певні періоди свого існування: 1) близько 1396 p.- 20-ті pp. XV ст. — час заснування замку великим князем литовським Вітовтом; 2) після 1471 р. (можливо, до 1482 р.) — у часи перебування в замку брата воєводи, католицького єпископа М. Гаштольда; 3) близько 1552 р. — до, ймовірно, 1608 р. — існував костьол, згодом каплиця: 4) після 1638 р. до 1651 р. — у замку, ймовірно, був новозбудований костьол.
Визначаючи архітектурно-стильові основи замкового костьолу, можемо вказати, що, ймовірно, у дерев’яному замку і костьоли (каплиці) споруджувались дерев’яні; навряд чи влада, не маючи змоги вибудувати кам’яні укріплення замку, будувала б кам’яні храми на його території. Тому дерев’яні католицькі замкові сакральні споруди могли безслідно щезати через воєнні чи стихійні руйнації. Оскільки замок звичайно відбудовували місцеві ремісничі артілі, ймовірно, і замковий костьол будували місцеві майстри. Тобто костьол міг слідувати традиціям народної дерев’яної архітектури, але не місцевої православної, а великополь-ської католицької, як це було на ревіті території України. Порівнюючи приклади дерев’яііих католицьких храмів на Україні, маємо зауважити, що вони завжди наслідували всликопольські взірці, імітували форми кам’яних католицьких базилік — це переважно тридільні будови, що складались в послідовність наступних просторових чарунок: притвор, наос храму (нави) і пресвітерій-хор (вівтарна частина). Зовні об’єм прикрашали різьблені щипцові завершення, сигнатурка, інколи над притвором або сакристією вибудовувалась башта-дзвіниця (на гравюрах із зображенням замку XVII ст. її не видно). Переважно не білені споруди утверджували «правдиву» естетику матеріалу дощата обшивка з підкресленими стиками і швами; характерною була відсутність архітектурно-ордерного декору. Інтер’єр звичайно мав більш багате оздоблення, дерев’яну скульптуру.