W latach 1602-1603 budynek ratusza poddano gruntownej przebudowie w stylu manierystycznym, podwyższając budowlę o jedno piętro oraz wprowadzając kamienne elementy dekoracyjne w postaci szczytów, narożnych wieżyczek i okiennych ram. Flamandzki architekt Antoni van Oppergen, który zaprojektował to przedsięwzięcie, mimo wprowadzonych zmian zachował gotycki charakter całej budowli. W 1645 roku ratusz stał się miejscem dyskusji religijnych, znanych jako Colloqium Charitativum, które były próbą pogodzenia zwaśnionych wyznań chrześcijańskich.
Najtragiczniejszym wydarzeniem w dziejach toruńskiego ratusza był pożar, do którego doszło w 1703 roku w czasie bombardowania miasta przez oblegających je Szwedów. Spłonęły wówczas wszystkie dachy i wnętrza powyżej parteru, ocalały jednak ceglane mury, co umożliwiło odbudowę ratusza przeprowadzoną jeszcze w XVIII w. Ślady wspomnianych zniszczeń jeszcze dziś widoczne są na wieży - do chwili obecnej nie posiada ona utraconego w 1703 r. blaszanego hełmu, a w jej niższej partii zauważyć można cegły osmalone dymem sprzed ponad trzech stuleci.
Staromiejski ratusz aż do połowy XX wieku był siedzibą toruńskich władz miejskich, zdarzało się jednak, że w czasie wojen jego komnaty zamieniano na żołnierskie szpitale. Dziś gmach jest główną siedzibą Muzeum Okręgowego. W jego wnętrzach poznać można dawny wygląd i funkcje ratuszowych pomieszczeń, a także ekspozycje, w których szczególne miejsce zajmuje sztuka gotycka, wyroby toruńskich rzemieślników oraz malarstwo polskie XIX i XX stulecia.
Z ratuszem wiąże się stara i ciekawa legenda podająca, że budowla została wzniesiona na podobieństwo kalendarza. Jedna wieża to jeden rok, cztery bramy odpowiadają czterem porom roku, dwanaście dużych sal równe jest liczbie miesięcy, zaś okien ma tu być tyle, ile dni w roku. Podobno w lata przestępne mieszczanie dorabiali jeszcze jedne dodatkowe okno, tak by kalendarz nie zawierał żadnych błędów. Dziś mało kto sprawdza prawdziwość tej legendy, większą uwagę skupiają umieszczone w oknach sympatyczne figurki dawnych mieszczan, wykonane na podstawie gotyckiego obrazu z jednego z toruńskich kościołów. Niezapomniane emocje zapewnia wejście na szczyt ratuszowej wieży, z której rozciąga się wspaniały widok na zabytkowy Toruń i przepływającą u jego murów Wisłę.
