Hartmann III. (1503-1573) studierte beim Reformator Wolfgang Capito in Basel Theologie.
Nachdem er sich der Reformation angeschlossen hatte, verwarf er den Plan, Priester zu werden. Hartmann trat als Diplomat in den Dienst der Stadt Bern. 1546/47 war er im Schmalkaldischen Krieg Gesandter der Protestanten.
Burkhard III. (1533-1598) stellte in seinem Arzneibuch über 2500 Rezepte zusammen. In seinem Labor machte er Versuche mit Destilliergeräten. Für seine Arzneien verwendete er Heilkräuter, tierische Substanzen und exotische Zutaten aus der Apotheke.
Burkhard erneuerte das Haus- und Turnierbuch der Familie und baute die Hallwyl zum Schloss aus.
In Burkhards Generation spaltete sich die Familie in vier Linien auf: zu Hallwyl, zu Trostburg im aargauischen Teufenthal, im aargauischen Schafisheim, in Württemberg und im Thurgau. Die Schafisheimer Linie setzte sich ab 1580 in Württemberg fort.
Johann Georg (1555-1604) aus dem katholisch gebliebenen Thurgauer Zweig erhielt dank familiärer Beziehungen zunächst eine Pfründe am Domstift in Basel, später in Konstanz. Die Jesuiten hatten ihn geprägt: Er war streng gläubig und förderte Reformen in der katholischen Kirche. 1601 wählte ihn das Domkapitel Konstanz zum Bischof.