ปราสาทนาโกย่าที่ได้รับการบูรณะในปัจจุบันสร้างขึ้นในปี 1609 อย่างไรก็ตาม ในสถานที่ที่สร้างปราสาทนาโกย่านั้น มีปราสาทชื่อปราสาทนาโกโนะมาตั้งแต่สมัยมุโรมาจิ และที่นี่ถือเป็นปราสาทบรรพบุรุษของปราสาทนาโกย่า แม้ว่าจะไม่แน่ใจว่าปราสาทถูกสร้างขึ้นเมื่อใด แต่ว่ากันว่าสร้างโดยอิมากาวะ อุจิจิกะ พ่อของโยชิโมโตะ อิมากาวะ ในช่วงกลางศตวรรษที่ 16 หลังจากนั้น ชายคนหนึ่งชื่ออุจิโตโยะ อิมากาวะก็กลายเป็นเจ้าแห่งปราสาทนาโกย่า แต่เขาถูกบังคับให้ออกจากปราสาทในปี 1532 เนื่องจากแผนการของโอดะ โนบุฮิเดะ พ่อของโอดะ โนบุนางะ หลังจากนั้น ปราสาทก็ตกไปอยู่ในมือของโนบุฮิเดะ โอดะ และกลายเป็นฐานที่มั่นของตระกูลโอดะ นอกจากนี้ยังมีข้อความที่บอกว่าโอดะ โนบุนากะเกิดที่ปราสาทนาโกโนะแห่งนี้ด้วย โนบุฮิเดะ โอดะได้ตั้งโนบุนางะผู้เยาว์ให้เป็นเจ้าแห่งปราสาทนาโงโนะ และตัวเขาเองได้สร้างปราสาทฟุรุโตะในปี 1534 และย้ายไปอยู่ที่นั่น
โอดะ โนบุนางะ ซึ่งสืบทอดต่อจากโนบุฮิเดะบิดาของเขาในปี 1555 ได้ทำลายครอบครัวของเขา โอดะ โนบุโทโมะ และย้ายฐานทัพของเขาไปที่ปราสาทคิโยสุ กล่าวกันว่าปราสาทนาโงโนะได้รับการมาเยือนโดยลุงของโนบุนางะ โนบุมิตสึ โอดะ และข้าราชบริพารอาวุโสของโนบุนางะ ฮิเดซาดะ ฮายาชิ แต่ท้ายที่สุดก็ถูกทิ้งร้าง
ในปี ค.ศ. 1609 โทกุกาวะ อิเอยาสุได้สั่งให้ย้ายเมืองหลวงจากคิโยสุไปยังนาโกย่า และในขณะเดียวกันก็สั่งให้สร้างปราสาทนาโกย่าเพื่อเป็นที่พักอาศัยของโยชินาโอะ โทกุกาวะ ลูกชายคนที่เก้าของเขา โทคุกาวะ โยชินาโอะผู้นี้กลายเป็นผู้ก่อตั้งตระกูลโอวาริ โทกุกาวะ ซึ่งเป็นหนึ่งในสามตระกูลโทกุกาวะ หรือโดเมนโอวาริ
ห้าคน รวมทั้งทาดายูกิ ทากิกาวะ และมาซาซาเนะ ซาคุมะ ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นผู้พิพากษาฝ่ายก่อสร้างเพื่อปรับระดับที่ดินและสร้างกำแพงหินก่อนสร้างปราสาท มีบันทึกว่ากำแพงหินหอคอยปราสาทสร้างโดยคิโยมาสะ คาโตะ ซึ่งทำงานเป็นผู้ช่วยก่อสร้าง นอกจากนี้ Hirotaka Terasawa, Tadaoki Hosokawa, Takamasa Mori, Masatoshi Ikoma และ Nagamasa Kuroda ก็ได้รับแต่งตั้งให้เป็นผู้ช่วยผู้จัดการโครงการด้วย พวกเขาแกะสลักตราประจำตระกูลและชื่อบนหินที่ใช้ทำกำแพงหิน และจัดการอัญมณีล้ำค่าเหล่านี้ ถึงตอนนี้ก็ยังมีหินแกะสลักอยู่มากมายบนกำแพงหินของปราสาทนาโกย่า
หลังจากการก่อสร้างกำแพงหินแล้วเสร็จภายในเวลาเพียงสี่เดือน ได้มีการแต่งตั้งคนเก้าคน รวมถึงนางายาสุ โอคุโบะ และเซอิจิ โคโบริ เป็นซาคาคุบุเกียว และเริ่มการก่อสร้าง มาซากิโย นากาอิ ผู้สร้างปราสาทนิโจด้วย ทำหน้าที่เป็นหัวหน้าช่างไม้ การก่อสร้างปราสาทเริ่มขึ้นในเดือนมิถุนายน ค.ศ. 1611 และว่ากันว่าหอคอยปราสาทจะแล้วเสร็จภายในวันที่ 21 พฤศจิกายน
ตั้งแต่ปี 1612 หนึ่งปีหลังจากที่หอคอยปราสาทสร้างเสร็จ ``คิโยสุ-โคชิ'' ก็ได้เริ่มต้นขึ้น ซึ่งศาลเจ้า วัด และแม้แต่หอคอยปราสาทเล็กๆ ของปราสาทคิโยสุก็ถูกย้ายจากคิโยสุไปยังนาโกย่า ในปี 1616 โทกุกาว่า โยชินาโอะได้ย้าย สู่ปราสาทนาโกย่า และการย้ายเมืองนาโกย่าก็เสร็จสมบูรณ์ หลังจากนั้นปราสาทนาโกย่าก็ถูกใช้เป็นสถานที่สำหรับโชกุนให้แวะพักค้างคืนระหว่างทางไปเกียวโต
ในสมัยเมจิ ปราสาทนาโกย่าได้ยุติบทบาทในการเป็นที่ประทับของขุนนางศักดินาแล้ว ต่อมาก็ตกอยู่ภายใต้อำนาจของกองทัพบกและตกอยู่ในอันตรายต่อการถูกทำลาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นปราสาทที่มีชื่อเสียงที่สุดแห่งหนึ่งในประเทศ จึงมีการต่อต้านการรื้อถอน และหลังจากการพลิกผันหลายครั้ง จึงตัดสินใจว่าจะอนุรักษ์ปราสาทไว้อย่างถาวร ในปีค.ศ. 1893 (เมจิที่ 26) ปราสาทนาโกย่ากลายเป็นที่ประทับหลวงนาโกย่าภายใต้เขตอำนาจของสำนักพระราชวัง อย่างไรก็ตาม เมื่ออยู่ภายใต้เขตอำนาจของกองทัพ อาคารหลายแห่ง รวมถึงพระราชวังนิโนมารุ ได้ถูกรื้อถอนเพื่อสร้างพื้นที่ทางการทหาร นอกจากนี้ เนื่องจากแผ่นดินไหวที่โนบิซึ่งเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2434 (เมจิ 24) ประตูฮอนมารุ ทามอน ยากุระ และประตูนิชิโนะมารุ เอโนกิดามอน จึงพังทลายลง และกำแพงหินบางส่วนก็พังทลายลงด้วย หลังจากนั้น ประตูเอโนกิและกำแพงหินได้รับการซ่อมแซม แต่ฮอนมารุ ทามอน ยากุระถูกรื้อออก
หลังจากกลายเป็นที่ประทับอิมพีเรียลนาโกย่า ปราสาทนาโกย่าก็กลายเป็นที่พักสำหรับราชวงศ์ รวมถึงสมเด็จพระจักรพรรดิด้วย นอกจากนี้ ประตูฮาสึอิเกะจากอดีตปราสาทเอโดะจะถูกย้ายเพื่อแทนที่ฮอนมารุ ทามอน ยากุระ ในปีพ.ศ. 2466 สำนักพระราชวังได้ซ่อมแซมป้อมปืนมุมตะวันตกเฉียงใต้ที่พังทลายลงเนื่องจากแผ่นดินไหวที่โนบิ ดังนั้นสัญลักษณ์ดอกเบญจมาศจึงถูกสลักไว้บนกระเบื้องของป้อมปืนนี้
สัญลักษณ์ของปราสาทนาโกย่า ชาจิสีทอง ถูกนำเสนอต่อสำนักพระราชวังในปี พ.ศ. 2413 โดยโยชิคัตสึ โทคุกาวะ ผู้ปกครองลำดับที่ 14 ของแคว้นโอวาริและเป็นผู้ว่าการคนแรกของแคว้นนาโกย่า โดยจัดแสดงในงาน World's Fair และ World's Fair ในกรุงเวียนนา
ส่งผลให้ปราสาทนาโกย่าและคินโนะชาจิได้รับความนิยมไปทั่วโลกอย่างกะทันหัน หลังจากนั้นชาจิก็ถูกส่งกลับไปยังหอคอยปราสาทปราสาทนาโกย่าในปี พ.ศ. 2422
ในปี 1930 ปราสาทนาโกย่าได้รับมอบให้แก่เมืองนาโกย่าโดยสำนักพระราชวัง ต่อมา ตามกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์สมบัติแห่งชาติที่ประกาศใช้ในปี 1929 อาคาร 24 หลังภายในบริเวณปราสาท รวมถึงหอคอยปราสาทและพระราชวังฮอนมารุ ถูกกำหนดให้เป็นอดีตสมบัติประจำชาติ ปราสาทนาโกย่าเปิดให้บุคคลทั่วไปเข้าชมในปี 1931 และปราสาทแห่งนี้กลายเป็นสัญลักษณ์ของนาโกย่าทั้งในด้านชื่อและความเป็นจริง
อย่างไรก็ตาม ในช่วงสงครามแปซิฟิก หอคอยปราสาทของปราสาทนาโกย่าและพระราชวังฮอนมารุถูกทำลายโดยการโจมตีทางอากาศในปี 1945 ทางตอนเหนือของเมืองนาโกย่า มีเพียงอาคาร 6 หลังเท่านั้นที่รอดชีวิตจากเหตุเพลิงไหม้ ได้แก่ ป้อมปืนมุมตะวันออกเฉียงใต้, ป้อมปืนมุมตะวันตกเฉียงใต้, ฮอนมารุ โอโมเตะ นิโนมอน, นิโนมารุ ฮิกาชิ นิโนมอน, นิโนมารุ โอเตะ นิโนมอน และป้อมมุมตะวันตกเฉียงเหนือของโอฟุไค มารุ
ในปีค.ศ. 1946 มีเพียงส่วนที่เหลือของปราสาทเท่านั้นที่ถูกเปิดให้สาธารณชนเข้าชมอีกครั้ง แต่เสียงเรียกร้องให้สร้างปราสาทนาโกย่าขึ้นใหม่กลับดังขึ้น และการดำเนินการสร้างหอคอยปราสาทขึ้นใหม่ก็เริ่มขึ้นในปี ค.ศ. 1957 แล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2502 นี่คือหอคอยปราสาทนาโกย่าในปัจจุบัน
นอกจากนี้ ตั้งแต่ปี 2009 เป็นต้นมา การบูรณะพระราชวังฮอนมารุได้เริ่มต้นขึ้นโดยอาศัยภาพถ่ายที่เหลืออยู่ พระราชวังฮอนมารุเปิดให้บุคคลทั่วไปเข้าชมเป็นระยะในปี 2013 และ 2016 และเปิดให้บุคคลทั่วไปเข้าชมอย่างเต็มรูปแบบในปี 2018
ปัจจุบันหอคอยปราสาทในอดีต (การบูรณะไม้) อยู่ในระหว่างดำเนินการ