禄4年五奉行之一、22万3千石领地的领主增田长盛进城。此时开始了波及约48町13间（后扩张为50町）包围城下町的护城河和土垒的建筑工程，完成后使郡山城呈现出被城墙包围城市的雄壮景象。关原之战后，增田长盛被流放到高野山，德川氏下令郡山城的建筑物移筑至伏见城。在奈良奉行所的管辖下、大久保长安出任大和代官，驻守郡山城。然后在大坂夏之阵中，受封大和郡山城1万石的筒井一族当主筒井定庆率少量部卒参战。在序战中受到丰臣方面大野治房的进攻，因众寡不敌，定庆弃城出逃，城池陷落。战后在夏之阵中大有战功的水野胜成从三河刈