С 1576 по 1586 год Гродно стал главной и любимой резиденцией короля Речи Посполитой Стефана Батория. Итальянский архитектор С. Гуччи восстановил в стиле ренессанса гродненский замок, впоследствии названный Старым. Замок лишился старых построек, включая дворец Витовта. В верхнем замке итальянец Скотто построил для Стефана Батория двухэтажный дворец, также в стиле ренессанса, размером 20 на 60 метров. Первый этаж занимала охрана, там же располагалась казна, канцелярия, архив, кладовые. На втором находились богатые королевские покои, с каменной резьбой, мраморными полями, изразцами. Дворец имел ходы на стены и башни Верхнего замка. Был перестроен и Нижний замок. Тогда же для защиты населения от нападений был построен третий, деревянный замок – на мысу крутого берега Немана. В середине XVII века его усилили бастионными укреплениями.
Стефан Баторий часто бывал в Гродно, прожив в городе последний год своей жизни. В городе в 700 домах проживало около 5000 жителей.
Гродно с окрестным поветом входило в староство – в государственное имение, которое в 1589 году было преобразовано в Гродненскую экономию, доходы которой шли на содержание короля. Все короли, жившие в городе, давали Гродно все новые и новые льготы, что значительно способствовало его развитию.
По приказу короля Сигизмунда III Вазы в Гродно через Неман был построен деревянный мост. В Гродно подолгу жил и Владислав IV.
В энциклопедическом справочнике «Гродно», вышедшем в 1989 году в Минске, написано о войнах XVII–XVIII веков:
«1650—1740-е годы – время экономического упадка в развитии Гродно, что было следствием шляхетской анархии, многочисленных разорительных войн.
В период русско-польской войны 1654–1667 годов город в 1655–1657 году занят русскими войсками, в ходе русско-шведской войны 1656–1658 годов захвачен шведскими войсками, во время Северной войны в 1702–1708 годах несколько раз переходил из рук в руки, был разрушен и разграблен шведскими войсками, а в 1709–1710 годах пережил эпидемию чумы, значительная часть населения погибла. В связи с военными действиями, в районе Гродно в сентябре 1705 года сюда приезжал Петр I, где встречался со своим союзником польским королем Августом II.
Огромный ущерб городу нанесли пожары 1675, 1720, 1750, 1782 годов».
В 1734–1751 годах в Гродно немецкими архитекторами М. Пепельманом и И. Кнобелем был построен Новый замок для заседаний сейма Речи Посполитой. В Новом замке оформленном в 1752 году И. Лухом, поражали своим великолепием дворцовая церковь и залы: сенаторский, депутатский, общего собрания.
Во второй половине XVIII века Гродно – один из лучших, красивейший город Речи Посполитой. По признанию современников, Гродно обязан этому пятнадцатилетней деятельности (1765–1780) гродненского старосты графа Антония Тизенгауза, мечтавшего сделать из Гродненщины «малую Голландию».
А. Тизенгауз организовал в Гродно королевские мануфактуры – оружейную, каретную, золототкацкую, металлических изделий, суконную, полотняную, чулочную. Существовавшая в 1775–1781 годах в Гродно Медицинская школа положила начало развитию медицинской науки в Беларуси; был разведен ботанический сад; открыты акушерская и ветеринарная школы. Открыты строительная школа, бухгалтерская школа. В Гродно открылись театр, балетное училище, кадетский корпус, библиотека, музей истории природы, стала выходить «Газета Гродненская», заработала типография, открыты больницы для горожан, воспитательный дом для подкидышей – «Тизенгаус в короткое время грязный город, в котором смиренно высились вершины христианских храмов и, как осиротелый, стоял королевский замок, изредка посещаемый бурными и не согласными сеймами, успел отстроить и украсить новыми зданиями».
В 1793 году в Гродно прошел сейм, утвердивший второй раздел Речи Посполитой. 23 февраля 1795 года последний польский король Станислав Понятовский подписал в Гродно Акт отречения от престола. После третьего раздела Речи Посполитой Гродно в 1795 году вошел в состав Российской империи. С 1801 года – центр Гродненской губернии из восьми уездов – Брестского, Волковысского, Гродненского, Кобринского, Лидского, Новогрудского, Пружанского, Слонимского.
В 1803 году в Гродненском районе были закончены работы по реконструкции канала Огинского, построенного в 1767–1783 годах, – канал соединил воды Немана и Днепра и Гродненская пристань стала самой крупной на Немане.
В Отечественную войну 1812 года Гродно оккупировали французский войска брата Наполеона Иеронима. 8 декабря город был освобожден партизанами Дениса Давыдова.
В 1840-х годах в Гродно работало около 40 промышленный предприятий. После 1862 года, когда через Гродно прошла Петербургско-Варшавская железная дорога, Гродно стал развиваться как промышленный центр Беларуси.
В 1885 году, в мае, продолжавшийся трое суток пожар погубил лучшую часть города. Сгорело 700 домов, выгорели 16 улиц, в том числе три главные – Соборная, Купеческая и Полицейская.