Im Zuge von Reformation und Gegenreformation war die Burgfeste Dilsberg aufs Engste mit der kurpfälzischen Politik verbunden. Als der Dreißigjährige Krieg 1618 ausbrach und die Residenzstadt Heidelberg erobert war (1620), belagerte General Tilly auch den Dilsberg, der daraufhin den katholischen Bayern übergeben wurde. Weitere Bewährungsproben für die Burgfeste folgten. Sie überstand unbeschadet die Eroberung durch die französischen Truppen Mélacs im Pfälzischen Erbfolgekrieg (1688-1697), während Schloss und Stadt Heidelberg zerstört wurden.
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Danach wurde die Burg als Garnison genutzt. Altgediente Soldaten wurden zum Zweck von Wachdiensten aufgenommen. Um 1760 diente die Burg sogar als Karzer für Heidelberger Studenten. Die Garnison bewährte sich 1799 erfolgreich, als sie einen Eroberungsversuch des französischen Revolutionsheers abwehrte.
Dies war jedoch das letzte Mal, dass die jahrhundertelang bedeutende Burgfeste verteidigt werden musste. Als 1803 die Kurpfalz aufgelöst wurde, die rechtsrheinischen Gebiete und somit auch Heidelberg der Markgrafschaft Baden zugeschlagen wurden, verlor Dilsberg immer mehr an Bedeutung und passte nicht mehr in das neue, moderne Verwaltungssystem. Die Garnison wurde deshalb 1812 endgültig aufgelöst.
Folge war die Verarmung der Dilsberger Bevölkerung, die vor allem in der Landwirtschaft arbeitete. Als Großherzog Ludwig I. für die Burg, die bisher immer noch unbeschadet geblieben war, keine Verwendung mehr fand und sie zum Abbruch freigab (1822), errichteten die Dilsberger mit den abgetragenen Steinen neue Häuser. So wurde das Amtshaus vollständig abgetragen, der Palas, der Treppenturm und die Schildmauer nur teilweise. Das Kommandantenhaus bleib erhalten, da es sich in Privatbesitz befand.
Im Zuge von Romantik und Historismus wuchs das Interesse an der nun zur Ruine gewordenen Burgfeste Dilsberg. Erste Restaurierungen wurden um 1900 durchgeführt (Kernburg, Treppenturm, Torturm). Dilsberg entwickelte sich seitdem zu einem beliebten touristischen Reiseziel.