Der Kurfürst Friedrich I. ließ die Burg umfassend umbauen. Er starb in der Burg 1440. Im Dreißigjährigen Krieges blieb sie unversehrt, obwohl östlich von ihr eine Schlacht stattfand.
In der 2. Hälfte 15. Jh. erfolgte der Ausbau vom Alten Schloss. Albrecht Achilles übernimmt 1457 die Regierung im „Land ober dem Gebirg“. 1470 übernimmt er die Mark Brandenburg von seinem Bruder Friedrich II.
1486 mit dem Tod von Albrecht Achilles erfolgt die Aufteilung des zollerschen Gebiets in Brandenburg, Brandenburg-Ansbach, Brandenburg-Kulmbach/Bayreuth. Dadurch verliert die Cadolzburg ihre Bedeutung als Residenz.
In der 2. Hälfte 16. Jh. erfolgt der Ausbau und Modernisierung des Neuen Schlosses in der Cadolzburg im Stil der Renaissance. Die Cadolzburg wird Amtssitz.
Markgraf Georg Friedrich I. stirbt. Die brandenburgische Linie erbt die beiden Markgrafschaften Brandenburg-Ansbach und Brandenburg-Bayreuth.
Der Kronprinz Friedrich Wilhelms von Preußen besucht 1873 die Cadolzburg. Ihm wird der Cadolzburger Altar geschenkt, der heute im Jagdschloss Grunewald ausgestellt ist.
Ab 1894 erfolgte die Nutzung als Museum und einer Kirche. 1928 kam es zu archäologische Grabungen im Schlosshof. Von 1933 bis 1945 wird die Burg als HJ-Schule genutzt.
Am 17.4.1945 werden die vorrückenden US-Truppen beschossen. Durch Artilleriebeschuss brannte die Burg aus. Nur die Außenmauern blieben erhalten
Der bayerische Landtag beschließt 1979 den Wiederaufbau der Cadolzburg. Aufbau und Sanierung des gesamten alten Schlosses waren 2017 abgeschlossen
Das Alte Schloss und der Burggarten werden von der Bayerischen Schlösserverwaltung bewirtschaftet.
Die Dauerausstellung „HerrschaftsZeiten! Erlebnis Cadolzburg“ kann besichtigt werden.
