Runsaskätiset läänitykset ja lahjoitukset ajoivat Ruotsin kruunun taloudelliseen ahdinkoon, josta pelastuksen tarjosi reduktio eli läänitysten palauttaminen takaisin kruunulle. Kajaanin linna palasi kruunun hallintaan vuonna 1681.

Kruunun silmissä linna vaikutti sekä vanhanaikaiselta ja tarpeettomalta ja jopa sen lopettamista ensin harkittiin. Lopulta linnan ovia ei suljettu mutta varusväki supistettiin mahdollisimman pieneksi. Sodan uhatessa Paltamon ja Sotkamon talonpojat velvoitettiin lähettämään 150 miestä kaupungin porvariskaartin kanssa linnan vahvistukseksi.

Linnan arki oli alussa rauhaisaa. Suuri Pohjan sota syttyi vuonna 1700, mutta sen vaikutukset eivät heti yltäneet Kajaaniin asti. Kainuulaisten tilannetta rauhoitti vuonna 1703 solmittu rajarauha rajantakaisten karjalaisten kanssa. Rauha rikkoutui 13. maaliskuuta 1712 karjalaisten ja venäläisten hyökätessä Kajaanin kaupunkiin. Poltettuaan ja ryöstettyään osan kaupungista vihollinen vetäytyi takaisin.

Venäläiset miehittivät koko Etelä-Suomen vuonna 1714. Vaikeakulkuisten taipaleitten takana sijaitseva Kajaani sai olla pidempään rauhassa. Tämä aika hyödynnettiin varustamalla linnaa odotettavissa olevan hyökkäyksen varalle. Linnan molempien tornien yläosat revittiin pois ja tilalle rakennettiin tykkipattereita. Linnanmuurien suojaksi kasattiin paksu turvekerros. Tykkipattereita rakennettiin yhteensä seitsemän. Itätornin patterit nimettiin Ulrikaksi ja Hessen Casseliksi. Länsitornin patterit nimettiin Carolukseksi ja Gloriaksi. Kaupungin puoleisella portilla puolustuksesta huolehti Armfelt ja koillisen portin päällä Clerck. Seitsemäs patteri Victoria oli ns. Tauhasentornin päällä. Linnaluodon ylävirralle kerättiin kiviesteitä ja espanjalaisia ratsuja. Loputkin kaupungista poltettiin jotta vihollinen ei saisi siitä suojaa.

Vuonna 1715 venäläiset lähestyivät pienellä osastolla linnaa kahdesti. Linnan puolustajat pitivät näillä kerroilla pintansa ja venäläiset joutuivat vetäytymään. Linna oli tuolloin ruotsalaisten ainoa tukikohta Suomessa.

Tammikuuussa 1716 linnaa lähestyi iso venäläisten osasto. Tarinan mukaan venäläisiä oli noin 4000. He aloittivat linnan systemaattisen piirityksen rakentamalla valleja ja tykkipattereita molemmin puolin jokea. Linna ja sen noin 50 miehen varusväki joutui yli kuukauden ajaksi yötä päivää jatkuvan tykkitulen kohteeksi. Piirityksen pitkittyessä linnan muona-, polttopuu- ja ammusvarastot ehtyivät. Epätoivoiselta tuntuvassa tilanteessa linnan puolustajat sopivat antautumisesta ja avasivat portit 24.2.1716. Puolustajille oli luvattu vapaa poistuminen, mutta sitä venäläiset eivät sallineet; koko joukko vangittiin ja vietiin Venäjälle. Itse linnan venäläiset tyhjensivät ja lähtiessään räjäyttivät sen puolustajilta jääneen ruudin avulla.

Suuren Pohjan sodan jälkeen aloitettiin Kajaanin linnan jälleenrakentaminen, mutta se ei ollut sodan runtelemassa valtakunnassa jälleenrakennustöiden kärkipäässä. Linnaa korjattiin hitaasti ja vähitellen korjaustoimenpiteet lopetettiin. Vuonna 1793 linnoituksesta luovuttiin kokonaan. Strategisen merkityksen Kajaanin linna menetti vuonna 1809, jolloin Suomesta tuli Venäjän autonominen ruhtinaskunta ja siten osa Venäjää.

Vaikka linnan käyttö loppui, linnasaaren merkitys kulkutiena Oulujoen vesistön yli säilyi. Virran yli oli kulkenut 1600-luvun alkuvuosista lähtien tie, joka kulki linnan ja porttien läpi. Näin jokainen kulkija matkasi aina ensin linnan ja myöhemmin linnanraunion halki. Huonokuntoinen silta uusittiin 1840-luvun alussa ja peruskorjattiin vuonna 1886. Nykyinen rauniot ylittävä betonisilta rakennettiin vuonna 1937.