В 1541 г. император Карл V, наследник арагонских королей Неаполя, передал Кастелламмаре во владение Оттавио Фарнезе, который сразу же принялся за строительство собственного дворца (современное здание муниципалитета). Уже на следующий год османский корсар Драгут-реис взял город и разграбил его да еще взял при этом восемь десятков пленников, за которых позднее получил немалый выкуп. В эпохальной битве при Лепанто участвовали молодые стабийцы; командовал ими Алессандро Фарнезе. Господство рода Фарнезе над городом продолжалось около двух веков. В 1731 г. Кастелламмаре перешел в руки Карла Бурбона. С приходом Бурбонов начался новый этап в развитии города: здесь вырастают первая итальянская судоверфь (1783 г.) и канатная фабрика; в 1749 г. начинаются археологические раскопки античных Стабий. Расширяется королевский дворец, и это привлекает на лето в Кастелламаре неаполитанскую знать. Возникают первые термальные лечебницы. Кастелламмаре-ди-Стабия становятся одним из этапов Гран-тур, фундаментального образовательного путешествия молодых европейских аристократов по Европейскому континенту. Об этой роли города упоминает, например, Гюстав Флобер в романе «Мадам Бовари». В 1842 г. Кастелламмаре стал одним из первых итальянских городов, в которые пришла железная дорога. Ее значение особенно возросло после объединения Италии, когда поблизости от дороги стали возникать предприятия консервной и бумажной промышленности, механические и ткацкие мастерские, но главным для города оставались кораблестроительные предприятия, сильно пострадавшие в конце Второй мировой войны, и курортные заведения. Построенный после войны Новый термальный комплекс в свое время считался одним из лучших в Европе. В наши дни город развивается преимущественно как туристический центр.