Felip III realitzà tres visites a Dénia, al febrer i juliol de 1599 i al gener de 1604. És, per tant, entre els anys en què fou virrei (1595-1597) i aquestes visites reials, que hem de centrar el gros de les obres efectuades pel V marqués de Dénia. De les obres del palau tenim una descripció genèrica de Marc Antoni Palau (1975: 158): «Mandó renovar el palacio añadiendole un quarto, y galeria». Hem de suposar una renovació total, sense conéixer el detall de les obres, amb leixamplament oriental, una galeria privilegiada per les fabuloses vistes sobre el port, i una monumental escala en forma de T invertida, que, alhora que amagava el vell palau medieval, creava una escenografia idònia per als actes festius desenvolupats a la plaça o plataforma del castell. En el testament, el marqués es refereix a aquestes obres com «la cassa prinçipal que e hecho en el castillo» (García i Sebastián, 1983: 282). Desconeixem lautor de les traces, però per paral·lelismes formals i estilístics són atribuïbles a qualsevol dels nombrosos arquitectes que treballen per al marqués a la vila de Lerma, a Burgos, i entre aquests principalment a Francisco de Mora, autor de la reforma del palau de Lerma (Cervera Vera, 1982), qui, a més, els anys 1596 i 1598 envià traces per a reformar el Palau Reial de València (Arciniega, 2005-2006).
Marc Antoni Palau (1975: 158-159), també a grans trets, descriu les obres defensives: «y fortificar el castillo de manera, que oy es uno de los mas vistosos edificios, y mas fuertes de la costa de España, obra que costo 50 mil ducados», que el marqués avalua en el testament en «seis quenttos y quattroçienttas y diez mil maravedís» (García i Sebastián, 1983: 288). Les destruccions de les guerres de Successió i del Francés i posteriors reconstruccions emmascaren les obres efectuades pel marqués, que podríem situar principalment en la reconstrucció de tots els llenços del tercer recinte.
No disposem de cap notícia sobre intervencions en el port. En canvi, sí que tenim una llista de propietats del V marqués relacionades amb les activitats portuàries (García i Sebastián, 1983: 282):
una cassa aduana grande, pegada a la hermita de San Roque, y ottra aduana que fue de Cassabona, juntto a la fuente de la mar. Y otra aduana pequeña que está detrás de la de arriva y ottra aduana pequeña donde se guarda la sal de las almadravas y una casa prinçipal a la torre de Palmar.11
El marqués tenia la propietat de les almadraves dels Palmars i Xàbia, i els drets reials de totes les almadraves del regne (García García, 2004: 42). Part daquestes propietats anaven destinades a lelaboració i emmagatzemament de les tonyines salades.
El 31 de març de 1587 el Consell General de Dénia sol·licità la construcció dun convent franciscà (Chabàs, 1985: 419), fora del recinte del raval, en el racó sud-est del recinte enrunat dorigen islàmic, i al costat de lermita de la Mare de Déu dels Desemparats. El marqués també va contribuir en la construcció: «El pattronazgo del monasterio de San Antonio de la ciudad de Denia de la orden de San Françisco, el qual edifiqué y di todo lo nezessario para la sacristía y cassa» (García i Sebastián, 1983: 285). El 1604 el marqués funda un convent de monges agustines, que inaugura Felip III (Ivars Pérez, 2005), dintre del primer recinte emmurallat, però cap als afores del nucli urbà, al costat de lermita de la Mare de Déu de Loreto i la capella o confraria de la Santíssima Sang. El V marqués també ho recull al seu testament (García i Sebastián, 1983: 286):
El pattronazgo y fundación del monasterio de Nuestra Señora de Loreto de la ciudad de Dénia, de monjas recoletas agustinas, el qual dotte en quinientos y settenta ducados de rentta y demás dello les e dado platta, ornamentos, ropa blanca y las demás cossas neçessarias para la yglessia, convento y cassa.
El 1603 el V marqués pretén construir una església col·legiata, per la qual cosa intenta reunir «ocho mil ducados de renta para hacer una iglesia catedral o colegial en Lerma o Denia» (Cervera Vera, 1981: 38), que finalment construí a Lerma (Burgos).
El 1613, un any després de la concessió a Dénia del títol de Ciutat per part de Felip III, ja estava prevista la construcció duna nova sala: «1613: que la sala que se a de fer [] se fasa damunt del porxe de jugar a la pilota de la dita ciutat [] y que no se fasa en la sala de Sant Roch sino en dit porxe dexant davall porxe per a jugar a pilota» (Ivars Cervera, 1995: 100). Fins aleshores, el Consell de la ciutat es reunia a la sala o torre del Consell de la vila, i també a la sala o al porxe de lermita de Sant Roc, a lactual plaça de lAjuntament. Segons Chabàs (1985: 374), el 18 de març de 1621 se celebrà el primer Consell a la sala nova, si bé les obres van perdurar almenys fins al 1628 (Ivars Cervera, 1995: 231). És fàcil intuir la intervenció del marqués, si no amb una aportació econòmica, almenys amb lencàrrec del projecte, que presenta característiques formals pròpies duna arquitectura darrels castellanes, obra dalgun dels arquitectes que treballaven per a ell.