Verso la metà del XIII secolo, l'imperatore Federico II costruì le grandi mura che circondano l'antico nucleo urbano.
Proprietà della Camera apostolica dalla prima metà del XV secolo, nel 1550 il paese fu donato da papa Giulio III alla sorella Jacoma e ai nipoti Ascanio e Fulvio della Corgna.
Per Castiglione del Lago il momento di splendore fu nel 1617 quando, elevato a ducato, si caratterizzò per un'intensa produzione agricola ed un forte intervento urbanistico di cui l'elemento più significativo è la realizzazione, su ideazione del Vignola, del Palazzo della Corgna. I della Corgna, marchesi, poi duchi di Castiglione del Lago fino al 1647, mutarono radicalmente il piano urbanistico del centro abitato, con piccole case allineate lungo le due strade principali, secondo uno schema che ancora oggi si conserva. Spodestato il ducato dalle truppe toscane, le terre vennero date in affitto con l'amministrazione di un ministro papale.
Con l'impero napoleonico Castiglione del Lago fu sede di cantone.
Nel motu proprio di papa Pio VII del 6 luglio 1816 sull'organizzazione dell'amministrazione pubblica Castiglione del Lago è classificata come comunità di residenza di governatore, appartenente al Governo distrettuale ed alla Delegazione di Perugia della Provincia dell'Umbria.
Nel riparto territoriale dell'anno successivo risulta ancora sede di governatore, cui è unita la Comunità di Panicale. Nel 1817 Castiglione del Lago aveva gli appodiati di Laviano e Vaiano con Macchie e Porto; sobborghi ed annessi erano Badia, Casa Maggiore, Gioiella, Isola Polvese, Panicarola, Petrignano, Piana, Pozzuolo, San Fatucchio, Santa Maria delle Strade.
Nel motu proprio sull'organizzazione dell'amministrazione pubblica di papa Leone XII del 1827, le caratteristiche di Castiglione del Lago non risultano mutate. Tra i suoi annessi figura, in aggiunta ai precedenti, Isola Maggiore.
Tale organizzazione amministrativa fu mantenuta fino all'Unità d'Italia, con la sola variazione della trasformazione della Delegazione di Perugia in Provincia.
Fu denominato "Comune" nel riparto territoriale dello Stato pontificio del 1857.

Con votazione del 19 ottobre 1860 Castiglione del Lago entrò a far parte del nuovo Stato unitario, come mandamento all'interno del Circondario di Perugia della Provincia dell'Umbria. Quando poi, con il regio decreto n. 1 del 2 gennaio 1927, la Provincia dell'Umbria fu soppressa e, contestualmente, furono istituite la Provincia di Terni e la Provincia di Perugia, Castiglione del lago fu assegnata a quest'ultima.
Le vicende istituzionali ed amministrative successive furono quelle di tutti i comuni italiani.