W roku 1514, za sprawą biskupa Jana Thurzo rozpoczęła się wzmożona i długotrwała odbudowa paczkowskich fortyfikacji, która trwała do połowy XVI wieku. Nie sposób dokładnie określić, które elementy fortyfikacji powstały z początkiem XIII wieku, a które pochodzą z czasów późniejszych. W wyniku odbudowy powstał nowy system murów, bram, baszt i wież, którego zarys został zachowany do dziś.
Mury obronne podwyższono do wysokości 9 metrów i wzmocniono kamieniem łupanym, wyposażając m.in. w krenelaże. Kurtynę murów ozdobiono fryzem arkadkowym. Prawdopodobnie zrezygnowano z drewnianych ganków bojowych, z natury łatwopalnych i ograniczono się do samych krenelaży wzbogaconych w otwory strzelnicze. W odległości 7 – 8 metrów na zewnątrz od istniejących obwarowań otoczono miasto nowym, drugim pierścieniem murów (o wysokości 4 m), przy budowie którego, oprócz kamienia polnego, zastosowano także cegłę. Pierścień powstał w miejscu pierwszego obwałowania ziemnego. Ta dodatkowa fortyfikacja wyposażona była w liczne stanowiska artyleryjskie, ale nie stanowiła pełnego pierścienia.