В мае 1657 г. Брест-Литовск не выдержал осады объединенной армии шведского короля Карла X Густава, Семиградского князя Ракоши и украинских казаков и был ими захвачен. По одной из версий, это стало возможным из-за измены наемной немецкой пехоты, перешедшей на службу шведскому королю, по другой – противник овладел городом «через трактат», т. е. заставив гарнизон сдаться на определенных условиях. Город был разграблен и большей частью сгорел. Король шведский по достоинству оценил стратегическое положение Бреста и даже планировал основать здесь укрепленный лагерь. Но в это время против Швеции выступила Дания, в связи с чем Карл Х срочно покинул Брест. Тогда Павел Сапега приказал Михаилу Радзивиллу, подчашему Великого княжества Литовского, собрать отряд добровольцев и произвести диверсию с целью захвата Брестской фортеции, в которой находился вражеский гарнизон численностью до 600 человек. Операцию готовили в обстановке секретности. Сапега приказал все тщательно разведать и, выбрав нужное время, «учинить эксперимент: спешив людей, подобраться, как можно тише…чтобы никто и пера не уронил», а затем атаковать укрепления, захватив противника врасплох. Рейд прошел удачно. 20 августа гетман личным письмом поблагодарил Радзивилла и его отряд, состоявший из обывателей Брестского воеводства, как от своей «персоны, так и от всей Речи Посполитой за совершенный труд… при отобрании Бреста, за что все Отечество должно отплатить благодарностью».

В опустошенном и разграбленном Брест-Литовске начали восстановление укреплений. Для завершения строительства сейм Речи Посполитой выделил в 1658 г. 10 миллионов злотых и планировал поставить необходимое для обороны количество пороха, ядер и оружия. Гетман Великого княжества Литовского получил наказ содержать здесь столько пехоты, сколько будет нужно. Реальные обстоятельства делали подобные декларации лишь благими пожеланиями. Не случайно в следующем году Варшавский сейм лишь продублировал ранее принятое постановление о брестских укреплениях.

8 января 1660 г. московские войска под командованием воеводы И.А. Хованского по льду подошли к укреплениям города и взяли их внезапным приступом. После этого еще пять суток велась осада замка, завершившаяся успешным ночным штурмом и гибелью защитников. Хованский стоял в Бресте до весны, посылая оттуда ратных людей в глубь Польши. В занятом городе воеводе пришлось восстанавливать укрепления для защиты собственных войск. В донесении царю Алексею Михайловичу он сообщал, что «Брест верхний город укрепил я накрепко, сверх старых крепостей по земляному городу нарубил тарасы в 2 стены рублены, а вышиною 2 сажени, а в иных местах и в 2,5, а хлебных запасов года на два будет тем людям, которые оставлены, а соли и пушечных всяких запасов гораздо много, сидеть в верхнем городе бесстрашно от неприятеля, а большого города занять некем, надобеть посадить тысячи 4, а на меньшую статью 3000, и то будет неприятелю страшно».

Однако в результате Оливского мира между Швецией и Речью Посполитой, высвободившего значительные воинские силы последней, Хованский был вынужден оставить Брест. В 1661 г. в город вновь вошли польско-литовские войска. К этому времени Брест-Литовск был «весь до последнего строения разорен и сожжен», населения осталось «очень малая горсточка», погибли все члены магистрата, сгорели все архивы.

Для восстановления крепости город на четыре года был освобожден от всех налогов. Вновь отстраивались костелы и жилые дома, в 1665–1666 гг. работал даже монетный двор. Но в 1706 г. в разгар Северной войны шведские войска под командой генерала Мейерфельда захватили и разграбили Брест-Литовск, в котором размещались провиантские склады русской армии. Крепость, не выдержав осады, капитулировала. Шведская оккупация продолжалась почти шесть лет.