Zamek jest największą budowlą Żółkwi. Cztery trójnawowe narożne wieże flankujące oraz cztery dwukondygnacyjne budynki połączone były ze sobą wg obwodu zamkniętymi gankami bojowymi. W głębi dziedzińca, na wprost bramy wjazdowej znajdował się główny pałac z dwupoziomową otwartą galerią. Czteropiętrowa wieża z bramą wjazdową położona była wzdłuż osi zamku; do niej od strony miasta prowadziła zapora nasypowa oaz drewniany most, przebiegający nad wypełnioną wodą fosą obronną.
Swego największego rozkwitu zamek osiągnął za czasów rządzenia Jana III Sobieskiego, który w roku 1674 przebudował go na rezydencję królewską (arch. P.Beber oraz A.Locci)
Od roku 1740 Żółkiew stała się własnością magnackiego rodu Radziwiłłów. Zamek został przebudowany, po czym stracił swój charakter obronny.
Upadek budowli rozpoczął się w czasach austriackich, gdy w 1787 roku została ona sprzedana na aukcji. Ostatni jej właściciel Artur Głogowski doprowadził budynek do ruiny.
W czasie pierwszej wojny światowej w 1915 roku wojska rosyjskie spaliły pozostałości zamku. W latach 1923-1931 zamek został częściowo odbudowany ze środków rządu polskiego.
Obecnie w zamku trwają prace konserwatorskie, jednak w części pomieszczeń zamkowych znajduje się muzeum.
