После захвата Смоленска посадские люди также оставили свои дома и ушли в леса, чтобы оттуда вести борьбу против захватчиков. Стремясь удержать город в своих руках, польская шляхта приступила к укреплению крепости. Восстанавливались разрушенные башни крепости, в стене заделывались проломы. На взорванном ее участке, там, где захватчики ворвались в город, построили земляной бастион, который сохранился до наших дней.
На месте взорванного Мономахова храма был построен костел. Троицкую, Вознесенскую и Авраамиевскую церкви также обратили в костелы. Число жителей в городе быстро сокращалось. Русский народ и правительство не могли примириться с потерей Смоленска. Началась борьба за его возвращение России. Первое сражение за Смоленск оказалось неудачным.
В 1632 году герой смоленской обороны, боярин Шеин во главе русской армии двинулся на Смоленск и организовал осаду города. Победа была близка, но разброд в наемных иноземных отрядах, и своевольство русских дворян подорвали близкий успех. Войска Шеина были окружены и вынуждены были сдаться. В 1654 году поход на Польшу вернул Смоленск России. Город был взят после двухмесячной осады. Польское господство в Смоленске продолжалось 43 года. После возвращения Смоленска были предприняты все меры, чтобы крепостную стену привести в порядок.
Во второй половине XVII века Москва неоднократно посылала своих лучших зодчих для восстановления Смоленска, его стен и башен. Строили они в городе и новые здания. Так, Гур Вахрамеев построил новый храм и колокольню Вознесенского монастыря с живописными сходами крылец. Алексей Корольков в 1678 году начал постройку нового Успенского собора на месте руин древнего Мономахова храма, покрывших бессмертной славой погибших под его развалинами жителей Смоленска. Мастер отступил от московского наказа построить скромный храм по образцу собора подмосковной Александровской слободы и положил основание огромному зданию, достойному памяти храбрых. За недостатком средств, храм был завершен лишь в 1740 году. Украинский мастер Сила Трусицкий со своими учениками создал торжественный резной иконостас собора, который является одним из выдающихся произведений декоративного искусства XVIII века.
Восстановленная Смоленская крепость преобразилась. В ней разместился большой военный гарнизон. В 1686 году был заключен «вечный мир» с Польшей. Однако русское правительство по-прежнему старалось поддерживать Смоленскую крепостную стену в состоянии боевой готовности. И, как оказалось, не зря. Назревала война со Швецией. Летом 1708 года шведская армия под предводительством короля Карла XII вторглась в пределы России, намериваясь через Смоленск достигнуть Москвы. Завоеватели ставили своей целью также захватить Псков и Новгород. Смоленщину, Украину и Беларусь они планировали отдать своему ставленнику поляку Станиславу Лещинскому, а остальную Россию расчленить на отдельные княжества и сделать их зависимыми от Швеции.
Понимая важное стратегическое значение Смоленска, Петр I еще до начала войны позаботился об его укреплении. Первый раз он побывал в городе в августе 1698 года. Осмотрев крепостную стену, Петр I распорядился ускорить ее ремонт. Во второй приезд весной 1706 царь отдал распоряжение о сооружении вокруг крепостных стен земляных укреплений и строительстве на правом берегу Днепра новой земляной крепости для прикрытия днепровского моста. Под прибрежными башнями старой крепости были оборудованы пороховые погреба.
Начав военные действия, шведы были уверены в быстрой победе. Однако Смоленская крепость, как и в прошлые времена, встала на их пути непреодолимой преградой. В период вторжения шведов в Смоленске располагалась главная квартира Петра I. Отсюда он поддерживал связь с армией и Москвой. Здесь размещались военные склады. До Смоленска шведам дойти не удалось. После стремительной атаки русских войск и жестокой схватки, во время которой под королем была ранена лошадь, и он едва не попал в плен, Карл XII отказался от своего первоначального плана идти на Москву через Смоленск, и решил пробиться к столице через Брянск. Однако под деревней Лесной (Могилевская область) русские войска наголову разбили шведские войска.
Осенью 1708 года в Смоленске на параде войск Петр I принимал поздравления смолян по случаю победы над шведами под Лесной. Почти через год жители Смоленска устроили ему торжественную встречу, когда он возвращался через Смоленск в Москву, после победы в Полтавском сражении.
После окончания Северной войны смоляне многое сделали для восстановления и преобразования города. На строительных лесах Смоленска в конце XVII – начале XVIII века работали известные русские зодчие. В 1740 году завершилось строительство нового Успенского собора. Этот храм, имеющий высоту почти 70 метров, ширину около 43 метров и длину 52 метра, и сейчас восхищает людей своим величественным видом. Рядом с Успенским собором была воздвигнута колокольня и сделана соборная лестница. В 70-е годы построено гульбище, новая каменная ограда и ворота Успенского собора. Над въездом на Соборный холм сооружен Богоявленский собор, а на южной стороне Соборного холма – двухэтажное здание консистории.
В 1780 году Смоленск посетила Екатерина II. С пребыванием в городе императрицы связывают реконструкцию Блонье – так называлась окраина города, расположенная за древним земляным валом и использовавшаяся как пастбище. В XV веке Блонье вошло в городскую черту и начало застраиваться. Предание гласит, что Екатерина II останавливалась в специальном царском дворце, который находился тогда в этом районе. Вид из окна дворца открывался на небольшие пригородные дома. Императрице такое соседство не понравилось, о чем она заметила смоленскому градоначальнику.
Градоначальник быстро составил проект реконструкции центра города, который Екатерина одобрила. Согласно плану жилые дома с Блонье были перенесены за крепостную стену, а на их месте разбили площадь в виде четырехугольника, которая впоследствии служила местом развода и учения войск, была обнесена перилами и обсажена рядами берез. Вокруг площади построили административные здания и жилые дома для городского начальства.
В 1787 году Екатерина II вновь побывала в Смоленске. Приезжал в Смоленск и царь Александр I, также некоторые высокопоставленные чиновники. Но вряд ли кто-нибудь из них предполагал, что Смоленская крепость еще не раз сослужит добрую службу и защитит Россию от недругов, преграждая дорогу вражеским войскам, как это случилось в августе 1812 года во время войны с Наполеоном.
У Смоленска Наполеон предполагал перехватить далеко выдвинувшиеся на запад русские армии, отрезать им путь на Москву и разгромить их. Генералы Барклай-де-Толли и Багратион попали в тяжелейшее положение. На возвращение их к Смоленску необходимо было не менее одного дня. Наполеоновская армия стремительно продвигалась к городу. До подхода основных сил русских армий Смоленск надо было удержать хотя бы на сутки. Казалось, что это невозможно. Но древняя Смоленская крепость выручила и в тот тяжелый час. Генерал Н.Н. Раевский умело использовал свой пятнадцатитысячный корпус для ее обороны и защиты предместий.
4 августа было днем рождения Наполеона. Французам очень хотелось преподнести императору подарок и взять в этот день Смоленск, который считался у иностранцев самой непреступной крепостью Русского государства. Но подарка не получилось. 4-го Смоленск не взяли, не взяли его и на следующий день. Крепость осаду выдержала. Ничто не в силах было сломить сопротивление защитников Смоленска: ни мощный артиллерийский обстрел, ни атака конницы, ни штурм пехоты, ни вновь открытый шквал артиллерийского огня, ни пожар…
5 августа к Смоленску подошли русские войска. Этот день оказался самым кровавым в истории города. В одной из схваток погиб генерал А.А. Скалон, подоспевший со своим полком на поддержку защитников Молоховских ворот. На другой день Наполеон, отдавая дань уважения отважному русскому генералу, приказал похоронить его у Королевского бастиона со всеми воинскими почестями и сам присутствовал на похоронах. Могила генерала Скалона сохранилась до наших дней.