W latach 1685–1709 budowę przeprowadził francuski architekt de Flerience i w jej wyniku w miejscu szesnastowiecznego zamku powstała barokowa rezydencja typu palazzo in fortezza.
Pałac Eustachego Potockiego Dobra radzyńskie wraz z zamkiem przeszły drogą dziedziczenia do wnuczki Szczuki, Marii Kątskiej, która w 1741 roku poślubiła Eustachego Potockiego, starostę tłumackiego. Eustachy Potocki wspinał się po szczeblach kariery politycznej, stając się jednym z najbogatszych ludzi w Polsce. Eustachy Potocki chciał dorównać swojemu bratu stryjecznemu Franciszkowi Salezemu Potockiemu, wojewodzie kijowskiemu i jego rezydencji w Krystynopolu.
Za czasów Eustachego Potockiego aż do końca XVIII wieku pałac cieszył się największą świetnością. W rezydencji zgromadzono obszerne zbiory biblioteczne, działały w nim teatr i orkiestra, organizowano bale, koncerty, polowania. Ostatnim kapelmistrzem nadwornej kapeli był ojciec urodzonego w Radzyniu skrzypka Karola Lipińskiego – Feliks Lipiński.