По свидетельству одного велижского жителя, побывавшего в Витебске в 1632 г. с явно разведывательными целями, город выглядел следующим образом: «От Сурожи 40 верст город Витебск почат город делать земляной да не доделан, а стоит на горе, а не строен, взять его мочно 500 человек, дворов мещанских с 2000, стоят не стройно, врозни, а живут люди не боевые, войны не знают». Последние слова истины, безусловно, не отражали, но косвенно говорили об отсутствии в то время в Витебске гарнизона регулярных войск, т. е. людей «знающих войну». Поскольку тогда Верхний и Нижний замки были каменными, есть все основания полагать, что «земляной город» — это укрепления Узгорского замка, который начали сооружать.
Облик Витебска второй четверти XVII в. хорошо отразили три инвентаря города — за 1638, 1639 и 1641 гг. Из них видно, что замок «Вышний» был сильно разрушен. Называются его «великая Вышняябашта», стоявшая справа от входной брамы Великой, «башта Кругликовая», на которой находилось 4 большие и 5 меньших пушек, «форта», выводившая к речке Витьбе и мельнице, каменная стена, шедшая к «браме Великой». На территории замка стояло 52 дома, 34 из них принадлежали панам воеводства, остальные — состоятельным мещанам, пушкарям, палачу, старцу Сорицкой волости и др. В цейхгаузах Верхнего замка в конце 30-х годов XVII в. хранилась военная амуниция. Из огнестрельного оружия называются «5 дел», не совсем исправных, 8 шмыговниц, 80 гаковниц, 5 гаков-ниц, «отданных ремесленикам для описи», 1 железный штурмак, 10 железных киев, 1 форма для отливки пушечных ядер и 8 форм гаковничных. Имелись также 50 каменных ядер, видимо, вышедших из употребления.
Нижний замок был «весь опавший». Инвентарь, составленный 7 сентября 1638 г. скарбовым королевским слугой Я. Быковским, отметил на речке Витьбе и ручье, омывавших кругом оба замка, два «опустевшие ставища и прорвы в греблях, которые при хорошем порядке были бы водой наполнены и залиты». В Нижний замок вели три въездные брамы — Заручайская, Завитебная («Рынковая»), Задунайская. Со стороны Западной Двины имелась небольшая «форта Жидовская», которую направляла и строила еврейская община города. Все это после недавних пожаров отстраивалось и надстраивалось из дерева. Брама Заручайская, покрытая дранкою, имела перед собой новый подъемный мост.
Вторая брама — Завитебная («Рынковая») также была «низко построенная», деревянная, с ненакрытой крышей. Она открывала дорогу к мосту через Витьбу и далее в Узгорский замок. Пряслом каменной стены башня соединялась с укреплениями Верхнего замка. В направлении Задунайской брамы шел участок каменных укреплений с каменной башней, на верху которой начали возводить деревянный ярус. Участок обороны между этой башней и Задунайской брамой представлял собой комбинацию двойного штакета и старой каменной стены. Такое же прясло отходило от брамы и шло по высокому склону Нижнего замка над «замковым ставом», упираясь еще в одну старую каменную башню. На ней также начали делать деревянную надстройку. От башни на протяжении 26 шагов шла каменная стена, затем прясло из деревянных избиц, накрытых драницами. Далее стояла каменная башня Нарожная. В момент составления инвентаря ее надстраивали из дерева и она стояла пока без помоста. Отсюда к Заручайской браме шла каменная стена, местами стояли деревянные «избицы», упиравшиеся в браму. От нее отходила каменная стена в 160 шагов, соединявшаяся с «фортой Жидовской», на которой также был деревянный надстроенный ярус. От «форты» подымался к Верхнему замку последний отрезок каменной стены более 40 шагов длины.
Таким образом, витебский Нижний замок представлял собой 7-башенный комплекс каменных оборонительных сооружений.
Незначительную информацию сообщают инвентари об Узгорском замке. В 1639 г. называются 8 домов, в которых жили пушкари: Федор Букара, Есип Антип, Богдан Любка, Бучал, Федор Хазрук, Иван Бык. Еще один пушкарь — «Юрка» проживал в Слободском посаде в 1641 г.
Сейм Речи Посполитой в 1654 г., накануне русско-польской войны, принял особое решение относительно обороны Витебска, игравшего большую роль в обеспечении безопасности восточной границы Великого княжества Литовского. Согласно этому решению, все мещане, духовные и светские жители города, посольские мещане» и все жители воеводства в случае опасности должны были становиться на защиту города под угрозой потери всех владений и привилегий.
В середине августа 1654 г. войска воеводы В. Шереметьева подошли к Витебску. Вскоре сюда же прибыл отряд украинских казаков во главе с В. Золотаренко. В городе к тому времени заканчивались запоздалые приготовления к осадному положению. Поскольку нового леса привезти не успели, разбирались «хоромные строения» и спешно возводились башни и острог. В дело пошел «хоромный лес» от кальвинистского сбора, дома пастора, училища кальвинистов и богадельни, домов многих горожан.
Началась 14-недельная осада Витебска, в котором было «всяких чинов людей… тысячей з 10». В их числе мещане всех восьми сотен — Вышнего города, Подвинской, Узгорской, Епископской («Владычной»); Задунайской, Зарецкой («Заречанской»), смешанной («Зарецкая и Верхнего города») и «Зарецкой Руси». Среди горожан было 42 пушкаря.
Осажденные отказались от пассивного сидения и делали «вылазки из города частые». Шереметьев доносил царю, что на его ратников «выходят пешие люди с рогатины и с топорки и бердыши». Атаки пехоты поддерживались мещанско-шляхетской кавалерией. Активно действовала городская артиллерия.
27 августа Шереметьеву было приказано «под Витебском промышлять подкопом и зажогом и зговором и разными военными промыслы, а приступать не велено, для того, чтоб в служилых людях истери не учинить». Осада перемежалась с попытками начать переговоры с витебчанами.
Осажденные в надежде на помощь затягивали время. Они выдвинули «пункты», на основании которых можно было вести речь о сдаче укреплений. Эти «пункты» Шереметьев отправил царю. Спустя некоторое время воевода доносил: «Витепские, государь, сидельцы про здачю города нам, холопам твоим, отказали, а приступать без твоего государева указу не смеем, а подкопщиков немецких и русских людей никого нету, а де зажегу у нас, холопей твоих, приготовлено щиты и возы с соломою из смоляными дровами, и бочки смоляные, и зажегу некоторыми меры не уметь, потому что в день и в ночь беспрестанные дожди». Из-за частых вылазок витеблян пешие стрельцы, драгуны и солдаты стояли «в шанцах… беспеременно в день и в ночь». Их подстраховывали казацкие сотни.
Было решено активизировать осаду. Сюда срочно направили «великую пищаль верховую — Скворец» с 10 огненными, 10 нарядными ядрами и 16 гранатами, а также еще одну стенобитную пушку. Над городом приказали «промышлять всякими промыслы накрепко, из верхового норяду снарядами стрелять и город зажигать, а где обыскав худые места и на те места велено приступать».
В сентябре войско Шереметьева пыталось штурмом взять город, но витебчане «отсиделись и устояли».
В конце октября 1654 г. под Витебск были переброшены новые царские полки «иноземного строю». Общее число войск достигло 20 тыс.
В осажденном Витебске наступил голод, от которого «немало людей посполитых и черни умерло». Много народа «из замков, с парканов и города перешло в Московское войско и присягнуло». Осажденные испытывали острую нехватку пороха.
22 ноября ожесточенным штурмом город был взят.
После приведения побежденных к присяге провели перепись оставшегося населения. На 30 января 1655 г. в Витебске числилось в 8 сотнях 1336 мужчин-мещан и 144 шляхтича под командой ротмистра Ф. Сивицкого. Тогда же составили инвентарь Верхнего замка. Протяженность его укреплений достигала 353 саженей. Они включали в себя деревянные и каменные стены и 6 башен. Описание позволяет реконструировать первоначальный облик каменного Верхнего замка XIV в. Получается, что тогда он имел 8 башен, в том числе большие проезжие ворота со стороны Нижнего замка, «фортку» к Витьбе, ворота к Двине, 5 башен по периметру. О размерах некоторых из них сказано следующее: «башня четырех сажень» и «башня каменная 5 сажень». Поскольку эти укрепления в XIV в. обычно строились квадратными, следовательно, их размеры были около 7Х7 и 8,8Х8,8 м. Толщина стен замка у основания достигала 3 м. Поверхность внешнего склона вала была вымощена булыжником.
Опись 1655 г. уже не называет никаких остатков старого каменного Нижнего замка. Здесь стояло только 14 деревянных башен (Гуркова, Задунайская, Засельная, Гуркова малая, Княжная, Сапежонкова, Пресиль-ная, «бык», башня с подлазом. Взводная, Подлазная, ворота — Витебские, Заручайские, «Жидовские»). Между ними находился «стоячий тынишко». Общая протяженность линии укреплений Нижнего замка достигала около 922 м.
