14年，井伊直胜的弟弟井伊直孝由于兄长病弱，正式成为彦根城的第二代藩主。在1616年直孝开始进行外廓扩张的工程，并将城廓改造的更为坚固，且增建了御殿。彦根城约在1622年正式完工，一共花了近20年的建造时间。在1633年，直孝受封35万石，是德川家康下谱代大名中受封最高的将领。1677年，井伊氏更以唐玄宗的离宫庭园为概念，在彦根城中兴建了玄宫园。园内的凤翔台可从下往上眺望彦根城，是藩主招待贵宾之处（现已成为日式茶道的茶室）。幕府末年，1850年，井伊氏第14代中有名的大老井伊直弼成为彦根城的末期藩主