Після занепаду Молдавського князівства місто і фортеця перейшли до рук турків. Вони ще більше посилюють оборонну міць фортеці, але місцеве населення ніколи не мирилося з новими поневолювачами. Помічниками у цій боротьбі часто виступали запорозькі козаки. Так було в 1563 році, коли козаки на чолі з легендарним Дмитром Вишневецьким (Байдою) зайняли фортецю і почали переговори з молдавським господарем про спільний виступ проти Туреччини. Через зраду молдавських бояр загін козаків був розгромлений, а Дмитро Вишневецький був страчений в Константинополі.

У 1615 р. польські війська зайняли Хотин. Після Цецорської війни 1620 р. між Польщею та Туреччиною, в ході якої польські війська були розбиті, а великий коронний гетьман Станіслав Жулкевський загинув, Хотин став головним форпостом оборони від турецької навали. У вересні - на початку жовтня 1621 року біля стін Хотинської фортеці проходили події знаменитої Хотинської війни, яка прославила запорозьких козаків і їхнього гетьмана Петра Конашевича-Сагайдачного і стала зламним моментом в історії Османської імперії. У ході Хотинської війни польсько-литовсько-козацьке військо гетьмана Яна Кароля Ходкевича (35 тисяч вояків) та Запорізьке військо гетьмана Петра Сагайдачного (40 тисяч козаків) відбили численні атаки 200-тисячної турецько-татарської армії. Козаки під проводом Сагайдачного у вересні неодноразово здійснювали сміливі нічні рейди-контратаки, викликаючи паніку серед турецьких військ. 24 вересня у фортеці помер від поранення і наступного зараження крові гетьман Ходкевич, й оборону очолив Станіслав Любомирський. Успішні дії козаків, вмілі маневри польських військ поступово підточували сили турків. Осман II остаточно розгубився, 28 вересня він вирішив дати генеральний бій. Ось як описує цей день очевидець і учасник битви Ян Собеський: "Більше 60 гармат гриміли безперервно, небо палало, а повітря затьмарювалося димом, земля тремтіла, стогнали стіни, скелі розпадались на куски. Що бачило око протягом дня, того не описати. Не можна висловити точно, з яким завзяттям і мужністю, або скоріше відчаєм билися обидві сторони".

Султан Осман II був змушений 9 жовтня 1621 р. укласти з представниками Речі Посполитої Хотинський мир. Перемога під Хотином врятувала Західну Європу від вторгнення яничар, справила сильне враження на всі народи і знайшла свій відголос в літературі. Пісні про героїв цієї битви співав український народ, польські поети складали поеми. Навіть на далеких берегах Адріатики про подвиг українських і польських воїнів писав хорватський поет Іван Гундулич, скрізь переписувалися щоденники учасників війни. Польський поет Вацлав Потоцький написав у 1670 р. поему про Хотинську війну, а український письменник Осип Маковей - повість "Ярошенко". Про ті події згадує Зінаїда Тулуб у своєму історичному романі "Людолови". Іван Франко про значення Хотинської перемоги писав, що Туреччина, зазнавши поразки під Хотином у 1621 році, почала хилитися із зеніту своєї величі і слави. Після Хотинського миру фортеця була повернена молдавським господарям, але фактично її контролювали турки. На обох берегах Дністра, по якому проходив кордон, височіли та протистояли одна одній дві могутні фортеці - Хотинська та Кам'янець-подільська.

Впродовж XVII століття Хотин переходив з рук в руки, ним володіли і польські королі, і турецькі феодали, неодноразово місто визволяли запорозькі козаки. Під час визвольної війни у Хотині 1650-1653 рр. перебували війська Богдана Хмельницького.

11 листопада 1673 р. коронний гетьман Ян Собеський на чолі 30-тисячного польсько-литовсько-козацького війська вщент розгромив у Хотині 40-тисячну турецьку армію. Вирішальним моментом битви стала атака гусарів воєводи Яблоновського. Від загибелі або полону врятувалось лише декілька тисяч турків. До речі, описом цієї перемоги завершив свій роман "Пан Володийовський" Генрік Сенкевич. "Хотинська вікторія", прославлена по цілій Європі, принесла Яну Собеському корону польського короля.

Війни з турками тривали ще довгі роки. Тільки на початку XVIII століття туркам вдалося остаточно закріпитися в Хотині і в фортеці. Після реконструкції 1712-1718 рр. (при допомозі французьких інженерів) вона стала наймогутнішим вузлом османської оборони на сході Європи.

Хоча в ХVIII-ХІХ ст. фортеця поступово втрачає своє оборонне значення, під її мурами продовжують кипіти битви. Її кілька разів штурмують російські війська. В 1739 році вони вступають в Хотин після перемоги над турками у битві під Ставчанами в якій хоробро билися з ворогами українці, росіяни, грузини і молдовани. Великий російський вчений, поет Михайло Ломоносов, захоплюючись мужністю своїх співвітчизників, написав "Оду на победу над турками и татарами и на взятие Хотина 1739 года". У той час у боях під Хотином брав участь і класик грузинської літератури, поет Давид Гурамішвілі. В 1769-1787 рр. росіяни знову штурмують Хотинську фортецю. Але лише після російсько-турецької війни 1806-1812 рр. Хотин увійшов до складу Росії і став повітовим центром Бессарабської губернії. Відступаючи, турки майже повністю знищили Хотин, який поступово став відбудовуватись.

В 1826 році місту Хотину був наданій герб: в золотому полі срібна тривежева цитадель, супроводжена вгорі срібним рівнораменним хрестиком над двома схрещеними шаблями - символами захисту краю від ворогів. На передній вежі півмісяць на держаку, а на держаках обох крайніх веж - застромлені бунчуки.

В 1832 р. на території фортеці було збудовано нову церкву св. Олександра Невського. 1856 року уряд скасував статус Хотинської фортеці як військового об'єкту. Саме місто протягом XIX ст. розбудовувалось