In gotischer Zeit, als die Burg den Königen von Böhmen gehörte (1367-1422), erfolgten Veränderungen. Noch vor dem Wechsel in kursächsische Verwaltung (1422) entstanden zwei mächtige Vorburgen.

Nach dem übergang der Burg an die Kurfürsten von Sachsen, vor allem im 16. Jahrhundert, vollzog sich der Wechsel von der Wehr- zur Wohnburg. Bis 1772 hatte die Burg verschiedene sächsichse Adlige als Herren. Der bedeutendste war Joseph Lewin Metzsch (1508-1571), ein Freund Luthers und Förderer der Reformation in Sachsen und im Vogtland. Später gebot der "Krösus des Vogtlandes", der Obrist Carol Bose (1596-1657) über Mylau.

Unter den bürgerlichen Besitzern (ab 1772) diente die Burg gewerblichen Zwecken. 1808 entstand hier die erste Fabrik des Nordvogtlandes, die Baumwollspinnerei Brückner, errichtet von dem Bankier und Spinnereibesitzer Christian Gotthelf Brückner.

Seit dem 24. Januar 1892 ist die Burg, welche für rund eine halbe Million Mark erworben wurde, Stadtbestiz der Stadtgemeinde Mylau. Die Burg war in einem trostlosen Zustand, welcher den Gemeinsinn der Bürger weckte.

So wurde am 10. Juni 1892 der Schlossbauverein unter Leitung des Stadtrates Robert Merkel gegründet, welcher die Ziele hatte die Mylauer Burg wieder instand zu setzen und sie nutzbringend auszubauen. In Erinnerung an Karl IV. ließ der Schlossbauverein sein "Kaiserschloss" als Rathaus, Schlossschenke und Museum um- und ausbauen.

Durch die Mehrfachnutzung als Gaststätte, Rathaus und Museum konnte die Burg nicht nur erhalten, sondern auch durch historische Architektur- und Dekorationselemente (u.a. prachtvolle Wandbemalungen) aufgewertet werden. Wertvollster Raum der Burg ist der nach dem Vorbild des Festsaales der Wartburg entstandene Ratssaal von 1896.

Drei unterschiedliche Türme prägen das heutige Antlitz der Burg, ein Rundturm und zwei Vierecktürme. An der höchsten Stelle der Burg steht der 27 m hohe runde Bergfried mit seinen bis zu 2,5 m starken Mauern.

Die Burg Mylau ist der am besten erhaltene mittelalterliche Wehrbau des sächsischen Vogtlandes.