W granicach Królestwa Polskiego mały|lewo|Bitwa pod Białą Cerkwią (1651) Od 1569 w granicach Korony Królestwa Polskiego, administracyjnie leżało w powiecie kijowskim województwa kijowskiego prowincji małopolskiej. Była to własność królewska, jednak później za zasługi nadano ją kasztelanowi krakowskiemu Januszowi Ostrogskiemu. Następnie właścicielem był Stanisław Lubomirski. Za jego czasów Biała Cerkiew otrzymała prawa miejskie nadane przywilejem królewskim Zygmunta III Wazy w roku 1620 podpisanym w Warszawie.
Koniec XVI wieku to czas częstych buntów kozackich.
W 1612 roku zapisano pierwszą lustrację zamku starościńskiego. W 1626 roku dowodzone przez regimentarza Stefana Chmieleckiego wojska kwarciane i Kozacy rozgromili tu Tatarów krymskich. Kolejnym właścicielem Białej Cerkwi był książę Jerzy Dymitr Wiśniowiecki. W 1648 roku po zdobyciu zamku zamknął się w nim Bohdan Chmielnicki. Podczas Powstania Chmielnickiego doszło tu w 1651 roku do nierozstrzygniętej bitwy wojsk litewskich z Kozakami i Tatarami, po której podpisano Ugodę z Kozakami.