С освобождением Руси от монголо-татарского ига и возрастанием могущества Московского княжества, князья Белевские из-за многочисленных притеснений Литвы еще при Казимире IV стали клониться к Ивану III и склонять своих родственников, остававшихся в подданстве у литовского государства, перейти на сторону Москвы. По мирному договору, заключенному в 1494 г. с князем Литовским, Белев навсегда был закреплен за Москвой, а белевские князья сделались служилыми у московских государей. В споре Москвы и Литвы за Верховские княжества, Литва упирала на договоры с Верховскими князьями, а Москва на то, что эти князья служили своими вотчинами на обе стороны. В итоге спор решился в пользу Москвы.
В 1507 и 1512 гг. крымцы подвергли разорению Белевское и Одоевское княжества. В 1536 г. азовские татары попытались взять Белев, но у с. Темрянь под городом были наголову разбиты белевским воеводой Семеном Левшиным.
После вступления на престол Русского государства Ивана IV начался ряд его реформ. В пограничных землях, каковой являлось тогда Белевское княжество, были устроены засеки. Засека проходила от Рязани через Тулу, Одоев, Белев, Козельск, Лихвин, Перемышль. Из верных служилых был создан особый корпус.
В середине 50-х гг. XVI в. князь Иван Иванович Белевский в числе других Верховских князей из-за их «неблагонадежности», т. е. былого служения Верховских князей Литве, был выслан в Вологду. После его смерти род белевских князей прекратился.
Из памятников материальной культуры того времени необходимо отметить небольшой, но выдающийся по архитектуре Спасо-Преображенский монастырь, основанный удельным белевским князем Иваном Васильевичем в 1-й четверти XVI в. В октябре 1557 г. князь Вишневецкий известил Москву, что он вынужден покинуть свои укрепления на Хортице, "потому что корму не стало у него, и казаки от него разошлися, а царь Крымской пошел на его город да Турского люди (турки) много да Волохи (молдаване)". В ноябре князь прибыл к Ивану Грозному, который его "пожаловал великим своим жалованием и дал ему отчину город Белев со всеми волостьми и селы, да и в иных городах села подклетные Государь ему подавал и великими жаловании устроил". Князь Вишневецкий "Государю крест целовал животворящий на том: служите Царю и Великому Князю вовеки и добра хотете". В результате он занял положение служилого князя, получив в кормление город с уездом, только что конфискованный в государственную казну от прежнего его владельца, последнего князя Белевского – Ивана Ивановича. Согласно феодальной традиции, служилый князь должен был содержать свой вооруженный отряд и защищать вверенные ему земли.
В январе 1558 г. царь Иван Грозный направил Д.И.Вишневецкого разорять кочевья крымских татар. Летопись свидетельствует: "Со князем Дмитрием же Государь отпустил Игнатия Заболоцкого з жилцы да Ширяя Кобякова с детми боярскими и иных атаманов с казаки да сотских с стрелцы". Следы того похода мы находим в документе 1588 года, где указано, что Дедиловским казакам за Азовскую и Черкасскую послугу были даны придаточные (наградные) земли. Летом 1561 г., как свидетельствует летопись, к царю Ивану IV Грозному прибыли казаки "Михайло Кирилов да Ромашка Ворыпаев и сказали, что князь Дмитрий Вишневецкой Государю изменил, отъехал с Поля (т. е. со степного порубежья), з Днепра в Литву к Полскому королю со всеми своими людми, которые были с ним на Поле…". 5 сентября 1561 г. Сигизмунд II Август вернул князю все его звания и земли. Согласно феодальным традициям вассал со своим отрядом мог отказаться служить своему сюзерену, если тот нарушал заранее оговоренные условия, что и произошло между Иваном Грозным и князем Вишневецким, – это не считалось изменой. С уходом князя Вишневецкого, Белев окончательно теряет свой статус частновладельческого города и превращается в военно-административный центр государственного уезда Московской Руси.
При утверждении опричнины в 1565 г. Иван IV объявил Белев своей собственностью и в числе 27 городов с волостями забрал в опричнину. В конце апреля 1563 и в мае 1566 он со всем своим двором навещал город. В Белевском, Можайском и других юго-западных районах Московского государства разместилась основная масса опричников, выселив землевладельцев, не принятых в состав опричного двора.
Трагическим оказалось для Белева лихолетье смутного времени и польско-литовской интервенции. Верным центральному правительству Белев оставался и в Смутное время, не раз стойко выдерживая и отражая нападения поляков и казаков.