Tvrz pak ve druhé polovině 16. století přestavěl na zámek rod Vojkovských z Milhostic. V následujících letech se zde vystřídalo několik majitelů. V roce 1622 bylo panství pro účast ve stavovském povstání zabaveno Adamu Řepčickému ze Sudoměře. Zkonfiskované panství směnil Albrecht z Valdštejna s Pavlem Michnou z Vacínova, jehož syn pak zámek pro dluhy prodal Wolfgangu Hennelovi. Nejspíše v této době byl zámek přestavěn do barokní podoby.
Za Jana Bubna z Litic byla v roce 1773 zřízena kaple sv. Anny s bohatě zdobeným vstupním portálem z nádvoří. Tato kaple slouží veřejnosti k bohoslužbám i dnes.
V letech 1850 – 1860 byl zámek novogoticky přestavěn za Jany Tieglové z Lindenkornu. Majitelé se v následujících letech opět hojně střídali až do roku 1928, kdy zámek koupil lékařský spolek s úmyslem zřídit zde ozdravovnu.
V období let 1943 – 1945 byly Osečany vyklizeny a ocitly se ve výcvikovém prostoru SS. V okolí zámku byla zřízena střelnice. Zámek měl v té době sloužit jako dočasné vězení příslušníků SS čekajících zde na rozsudek.
Po roce 1948 patřil zámek podniku Zdravotnické zásobování a sloužil jako sklad zdravotnických potřeb. V období po roce 1989 byl poměrně dlouho nevyužíván a chátral, neboť situaci komplikovalo velké množství spoluvlastníků.
V roce 2018 se podařilo zámek úspěšně získat Matěji Stropnickému, jenž do něj investoval veškeré dostupné prostředky a snaží se o jeho obnovu tak, aby zámek mohl opět vzkvétat. Jeho poctivá snaha je patrná již dnes. S obnovou zámku mu pomáhají kromě přátel i dobrovolníci, kteří po domluvě na zámku mohou i přespat. Podle slov majitele je rovněž zažádáno o dotace z fondu EU na obnovu a revitalizaci památek. Jejich získání by bylo více než potřebné pro rozkvět tohoto malebného zámku do plné krásy. V plánu je rovněž budoucí využití ke kulturním účelům pro širokou veřejnost. Avšak tuto unikátní památku lze navštívit již dnes, a to každou neděli ve čtyřech prohlídkových časech. Průvodci vám budou samotní majitelé zámku, kteří podají velmi poutavý výklad o jeho historii i současnosti. Dobrovolné vstupné je použito na obnovu památky.
