15 апреля 1540 году Краковскому каштеляну Яну Тарновскому было дано разрешение королём на постройку замка над Серетом. Тернопольский замок был построен в 1548 году. Фортификационное сооружение служило защитой от набегов кочевников с Теребовли до Буська. Город же избавили от множества налогов из-за огромных затрат на строительство, а сын Яна Тарновского – Христофор достроил и укрепил замок. Очень много сделал для расширения строения и Томаш Замойский, получивший замок от дочери князя Константина Острожского, жены Екатерины. По документам XVII века, дошедших до наших дней, Тернопольский замок имел прямоугольную форму. Со стороны современного города по улицам Валовая, Русская и Богатая шли 12-ти метровые валы. Перед валами был ров, а за ними деревянный частокол. По окончании валов, как бы прикрывая фланги, находились две башни: Сапожная находилась примерно на месте современной улицы Тараса Шевченко и Скорняжная недалеко от Воздвиженской церкви.
Ещё большую обороноспособность замка увеличивал искусственно созданный пруд. Из-за того, что Тернопольский замок был расположен над прудом, он был выстроен разноэтажным. В замке был расположен арсенал: пушки, ядра, мушкеты, порох, олово. Для обеспечения продовольствием защитников во время осады в замке находилась пекарня и большой запас продовольствия, которого хватило бы на полгода осады. Для обеспечения вылазок и быстрой манёвренности войск в замке находилась конюшня, а также плац, называвшийся в простонародье большим детинцем. Жители окрестных деревень, находясь под защитой замка, платили постоянный налог за защиту 10 грошей с каждого дома. Это позволяло пополнять арсеналы замка оружием и платить жалование войску. Замок много раз подвергался осаде, например, в 1544 году во время строительства был произведён набег татар, который удалось сдержать благодаря храбрым и умелым действиям городского ополчения под предводительством воевод Бернарда Претвича, Яна Гербурта, Александра и Прокопа Синявских. Ополчение не только смогло задержать татар, но и нанесло им значительный урон, после которого татарам пришлось отступить. Да и на помощь защитникам замка подошёл отряд рыцарей из Сандомира.