Si succedettero poi guerre, assalti a città, saccheggi, lotte interne alla stessa comunità, fino a quando, verso il 1320, Montalboddo cadde sotto la signoria dei Paganelli, famiglia di origine romagnola. Tra il 1350 e il 1355, sempre sotto la guida dei Paganelli, Montalboddo si sottomise a Francesco II degli Ordelaffi di Forlì, il quale la dominò fino all'arrivo del cardinale Albornoz che vi ristabilì l'autorità dei Consigli comunali mediante l'approvazione di un nuovo statuto del 1366.
Partito l'Albornoz, i Paganelli, protetti dai conti di Montefeltro,divennero nuovamente padroni di Ostra, anche se, nel 1380, dovettero firmare un atto di sottomissione alla città di Ancona.
Registrata tra le città "mediocres", Ostra nel Trecento contava 600 fumanti, ossia circa tremila abitanti, ma, come tutti i castelli di quel tempo, non poteva che assistere passivamente alle lotte di espansione dei signori più potenti o dei condottieri più audaci: così tra la fine del Trecento e la prima metà del Quattrocento si avvicendarono in Ostra numerose signorie.
Tra il '600 e il '700 Ostra godette di un lungo periodo di pace e la città con il suo territorio raggiunse un grado così elevato di sviluppo economico e culturale che, il 30 luglio 1790, papa Pio VI concesse ad Ostra il titolo di "Città" e il 4 settembre 1795, lo stesso pontefice elevò la chiesa parrocchiale di Santa Croce a Chiesa Collegiata.
Con l'arrivo delle truppe francesi, nel 1797, Montalboddo divenne comune capocantone all'interno del dipartimento del Metauro con sottoposti i comuni di Belvedere (Belvedere Ostrense), Chiaravalle, Monsanvito (Monte San Vito), Montemarciano, Morro (Morro d'Alba), Monsano e San Marcello.
Dopo essere ritornata allo Stato pontificio, partecipò, con suoi volontari, alle lotte risorgimentali fino a quando, dopo la conquista delle Marche da parte delle truppe piemontesi (1860), per pubblico plebiscito venne annessa al Regno di Vittorio Emanuele II, primo Re d'Italia.
Il 5 aprile 1881, il Consiglio comunale della città presentò al re Umberto I° una delibera con cui si richiedeva la modifica della denominazione da Montalboddo in Ostra, tale richiesta venne accolta con R.D. del 12 maggio 1881.