Возведенный в начале 16 в. каменный кремль сыграл важную роль в обороне Н.Новгорода, округи и всей страны, став юго- восточным военным форпостом России. Осенью 1513 г. шедший вдоль Оки и Волги отряд астраханских татар грабил и захватывал в плен русских людей. Но к Н.Новгороду не подступил, хотя 1 августа того же года в городе произошел страшный пожар, во время которого дубовая стена крепости сгорела. В августе 1520 г. казанцы разорили Нижегородский уезд, вступили в город, но не решились на штурм каменного кремля и, простояв три дня под "старым" городком, "пошли прочь". Это повторилось в конце августа 1521 г. Хотя на сей раз казанцы разорили Нижний посад, где выжгли Рождественскую церковь, 240 дворов, а также Печерский монастырь.

В ходе военного конфликта Казани с Россией в 1523-1531 гг. Нижегородский кремль служил военной базой русских войск в походах в Понизовье. Но в 1534, 1535, 1536, 1537 гг. казанцы вновь разоряли Нижегородский уезд, пытались захватить и город. Во время штурма Н.Новгорода в сентябре 1541 г. было убито под городом 36 нижегородских бояр, что породило ответные военные акции русских. С 26 января по 2 февраля 1548 г. и с 18 по 23 января 1550 г. в Н.Новгороде стоял с полками во время походов на Казань Иван IV, а на исходе 1552 г. нижегородцы торжественно встречали возвращавшегося в Москву царя-победителя.

Начавшаяся после падения Казани Черемисская война под предводительством Мамич-Берды и ногайца Али-Акрама (брата последней казанской царицы Сююм-бике) на десятилетия превратила Н.Новгород в военный лагерь. Отсюда по весне регулярно отправлялись караваны военных судов в Понизовье.

В Смутное время начала 17 в. Н.Новгород осаждался примкнувшими к болотниковскому движению местными "боярскими холопами" и крестьянами. Особо тревожным был 1608 г., когда округа оказалась наводнена отрядами тушинцев и казаков, неоднократно приступавших к Н.Новгороду. Это были последние военные осады города. Но его укрепления, в том числе каменный кремль, неоднократно в 17 в. подновлялись и готовились к боевым действиям, в том числе летом-осенью 1670 г. во время крестьянской войны под предводительством С.Разина.