4 вересня 1522 році польський король Сигізмунд I Старий привілеєм дозволив власникові села Юрію Чартковському перетворити село Чартковіце Теребовлянської землі Руського воєводства над річкою Серет — на містечко на тевтонському праві. Час та місце розташування першого дерев’яного замку досі не відоме.
За станом на 1522 році у Чорткові дворів — 150, жителів — 1150.
У 1520-х роках збудовано Старочортківський замок.
У 1524 та 1549 роках місто зазнало руйнівних нападів татарських ордів.
На початку XVII століття власники Чорткова — Ґольські. Працювали бондарі, мечники, слюсарі, мулярі, теслі, гончарі, кушніри, шевці, лимарі, воскобійники та інші ремісники. У 1604 році отримав привілей на проведення 2-х ярмарків на рік і тижневих торгів руський воєвода Станіслав Гольський, який фундував у місті римсько-католицьку парафію, домініканський костел і монастир отців домініканців (1604). Він також спорудив на місці дерев’яного замку кам’яний. Не маючи нащадків по прямій лінії, С. Гольський передав свій маєток братові Янові, який був галицьким каштеляном. Після смерті Яна Гольського його вдова Юзефа з Замєховських продала Чортків Потоцьким. Від 1618 і до 1777 року місто належало маґнатському родові Потоцьких.
Пожежа 1637 року майже вщент зруйнувала Чортків, із 200 будинків уціліли лише 26. У 1640 році татарські наїзники напали на місто, знищили більшість його будівель і багато мешканців забрали в полон.
Під час Національно-визвольної війни українського народу під проводом Богдана Хмельницького Чортків — один із центрів повстання. Восени 1655 року московсько-козацькі полки захопили Чортків, взяли у полон власника міста брацлавського воєводу Павела Потоцького (оборона тривала 4 дні).
Під час польсько-турецьких війн 1672–1699 років місто без великого супротиву перейшло до рук турецьких завойовників, тобто опинилося під владою Туреччини, а місцевий замок став резиденцією турецького субпаші Чортківської нахії Кам’янецького (Подільського) еялету. У 1683 році відбувся штурм чортківського замку-фортеці польськими військами під командуванням Стефана Потоцького, у результаті чого паша разом з турецькою залогою були вибиті з замку. За умовами Карловицького міжнародного конгресу 16 січня 1699 року було підписано договір Османської імперії з Річчю Посполитою, за яким останній офіційно повернули Поділля, включаючи частину території сучасної Тернопільщини, у тому числі й Чортків. Таким чином Потоцьким повернули їх чортківські маєтки разом з замком, останній, у свою чергу, як панська садиба перебував у їхній власності до кінця XVIII століття.
1722 року Стефан Потоцький видав грамоту, в якій визначено компетенцію міських урядників, права чортківських жидів (євреїв). У цей час місто було оточене валами, 2-ма мурованими брамами (Бучацькою, Кам’янецькою), дерев’яною Замковою брамою, мало принаймні 1 башту (Ягільницьку); мало 132 християнські доми, 110 єврейських. Останнім Потоцьким, який володів містом, був син попереднього власника, генерал-лейтенант Йоахім Потоцький. Його донька Францішка вийшла заміж за маршалка двору Сілезія[джерело?] Потоцького — Станіслава Костку Садовського.
Від 1772 р. Чортків належав до австрійських володінь Габсбургів у Священній Римській імперії (Заліщицька, згодом Чортківська округи); 1809—1815 — до Росії як одне з міст Чортківського округу Тернопільського краю.
У 1777 році Вікентій Потоцький продав чи подарував Чортків своєму шваґрові — речинському старості Станіславові Садовському. У 1838 році жителі Чорткова підняли одне з найбільших у Східній Галичині першої половини XIX століття повстання проти запровадження додаткових повинностей, яке підтримали 40 сільських громад округи. Також у першій половині цього ж століття в місті побудовано класичний палац, у якому кілька десятків років мешкала сестра Героніма Садовського — Марія Борковська. В другій половині XIX століття він був розширений і перебудований. Після смерті М. Борковської місцевий равин влаштував тут свою резиденцію, впорядкував парк (4 морґи). Під час Першої світової війни парк знищили, палац дуже пошкодили, а в 1926 році тут побудували стадіон. У 1863 році в замку розміщено в’язницю, де перебували заарештовані польські повстанці. В середині XIX столітті Геронім Садовський передав свої володіння і замок польському жіночому монастиреві сестер-кармеліток, які продовжували здавати його під склади товарів місцевим купцям. Згідно з розпорядженням Кабінету Міністрів України від 11 лютого 2010 року замок належить до Національного історично-архітектурного заповідника Замки Тернопілля. У 1854 році помер, не залишивши нащадків, останній власник Чорткова Геронім Садовський.
Від 1867 — центр повіту; створено адміністративні, судові, фінансові установи, окружну шкільну раду, пошту і телеграф.
19 грудня 1877 року створено повітове товариство Просвіта; 1892 року — відкрито читальню; 1886 року почала діяти міська чотирикласна школа; 1889 — українська гімназія. У 1884 році через Чортків пролягла залізниця Ярмолинці–Станислав (нині Івано-Франківськ), що вела через Гусятин, Бучач і Чортків.
У 1880 році в Чорткові працювали цегляний завод, олійня, млин, фабрики сільськогосподарських знарядь, рому та лікерів. 1897 року через Чортків пролягла залізниця Тернопіль—Станислав (нині Івано-Франківськ).
У кінці XIX на початку XX століття в місті працювали три млини, фабрики рому та лікерів, оцту й содової води, морозива і мармеладу, ґуральня, броварня (пивоварня), цегельня, олійня, майстерні з ремонту сільськогосподарських машин, фабрики меблів, капелюхів, гумових виробів, мила; функціонували дві невеликі електростанції.
