В 1240 году орды Батыя опустошили Овруч и разрушили замок. Со временем был отстроен, став одним из форпостов Киевского княжества, которое находилось в зависимости от Золотой Орды. В начале XIV века в состав Киевского княжества вошли Посемье и Переяславль, в уделах, в том числе и в Овручском, утвердились путивльские Ольговичи. Однако от них сохранились только смутные упоминания в синодиках. Судя по всему, они были вассалами галицко-волынских князей, расширивших юго-восточные границы своего влияния после падения в 1300 году улуса Ногая. В начале 1320-х годов Гедимин взял приступом Овручский замок и разрушил его. В 1362 году Овруч, как и другие южнорусские княжества, оказался под непосредственной властью Великого княжества Литовского. Замок был восстановлен, но в 1399 году Едигей — военачальник Тамерлана, разбив при реке Ворскле Витовта, опустошил и Овручский замок. В 1506 году замок опять подвергся татарскому набегу, был разрушен и позже в 1522 году отстроен.