A metà del Quattrocento, sempre per iniziativa dell’episcopato bolognese, venne più volte potenziata e ampliata, per conformarla alle nuove soluzioni di difesa militare , soprattutto durante il soggiorno del Cardinale Giulio della Rovere (vescovo di Bologna e futuro Papa Giulio II), che commissionò anche cicli decorativi ora scomparsi (1485) e che, si dice, alloggiò più volte nel Castello. Visto che il suo compito era quello di resistere ai continui assalti di milizie nemiche non ci si occupò mai molto degli ornamenti e arredi interni.

La Rocca di Cento così come appare oggi si deve agli interventi voluti nel 1483 da Giuliano della Rovere. Gli interni, completamente restaurati, presentano stanze degne di interesse, come la cappella, la sala della trifora, le cannoniere o le prigioni (per diversi secoli la Rocca fu infatti utilizzata come carcere) che ci narrano storie di amori tragici, banditi sanguinari, apparizioni miracolose o fughe rocambolesche.  

Poco distante dalle antiche mura alla fine dell’odierno corso Guercino, la primitiva costruzione fu eretta per volere del vescovo di Bologna che affidò l’incarico nel 1378 all'architetto Antonio di Vincenzo.