Lâu đài Nagoya hiện đã được khôi phục và được xây dựng vào năm 1609. Tuy nhiên, tại nơi xây dựng Lâu đài Nagoya đã có một lâu đài tên là Lâu đài Nagono từ thời Muromachi và đây được coi là tiền thân của Lâu đài Nagoya. Mặc dù không chắc chắn lâu đài được xây dựng vào thời điểm nào nhưng người ta nói rằng nó được xây dựng bởi Imagawa Ujichika, cha của Yoshimoto Imagawa, vào giữa thế kỷ 16. Sau đó, một người tên là Ujitoyo Imagawa trở thành lãnh chúa của Lâu đài Nagoya, nhưng ông bị buộc rời khỏi lâu đài vào năm 1532 do âm mưu của Oda Nobuhide, cha của Oda Nobunaga. Sau đó, lâu đài được chuyển vào tay Nobuhide Oda và trở thành căn cứ của gia tộc Oda. Ngoài ra còn có đoạn nói rằng Oda Nobunaga sinh ra ở lâu đài Nagono này. Nobuhide Oda phong chàng trai trẻ Nobunaga làm chúa tể lâu đài Nagono, và chính ông đã xây dựng lâu đài Furuto vào năm 1534 và chuyển đến đó.
Oda Nobunaga, người kế vị cha mình là Nobuhide vào năm 1555, đã tiêu diệt gia đình mình, Oda Nobutomo, và chuyển căn cứ của mình đến Lâu đài Kiyosu. Lâu đài Nagono được cho là đã được chú của Nobunaga, Nobumitsu Oda và chư hầu cấp cao của Nobunaga, Hidesada Hayashi đến thăm, nhưng cuối cùng nó đã bị bỏ hoang.
Năm 1609, Tokugawa Ieyasu ra lệnh dời đô từ Kiyosu về Nagoya, đồng thời ra lệnh xây dựng lâu đài Nagoya làm nơi ở cho con trai thứ chín của ông là Yoshinao Tokugawa. Tokugawa Yoshinao này đã trở thành người sáng lập gia tộc Owari Tokugawa, một trong ba gia tộc Tokugawa, hay còn gọi là lãnh địa Owari.
Năm người, trong đó có Tadayuki Takigawa và Masazane Sakuma, được bổ nhiệm làm thẩm phán xây dựng để san lấp mặt bằng và xây tường đá trước khi xây dựng lâu đài. Người ta ghi lại rằng bức tường đá tháp lâu đài được xây dựng bởi Kiyomasa Kato, người đang làm trợ lý xây dựng. Ngoài ra, Hirotaka Terasawa, Tadaoki Hosokawa, Takamasa Mori, Masatoshi Ikoma và Nagamasa Kuroda cũng đã được bổ nhiệm làm trợ lý công chức. Họ khắc gia huy và tên của mình lên những viên đá dùng làm tường đá và quản lý những viên đá quý này. Ngay cả bây giờ, vẫn còn rất nhiều viên đá được chạm khắc trên các bức tường đá của Lâu đài Nagoya.
Sau khi việc xây dựng bức tường đá được hoàn thành chỉ trong bốn tháng, chín người, trong đó có Nagayasu Okubo và Seiichi Kobori, được bổ nhiệm làm Sakakubugyo và việc xây dựng bắt đầu. Masakiyo Nakai, người cũng đã xây dựng Lâu đài Nijo, từng là thợ mộc trưởng. Việc xây dựng lâu đài bắt đầu vào tháng 6 năm 1611 và người ta nói rằng tháp lâu đài được hoàn thành vào ngày 21 tháng 11.
Từ năm 1612, một năm sau khi tòa tháp lâu đài được hoàn thành, ``Kiyosu-koshi'' bắt đầu, trong đó các đền thờ, đền thờ và thậm chí cả tháp lâu đài nhỏ của Lâu đài Kiyosu được chuyển từ Kiyosu đến Nagoya. Năm 1616, Tokugawa Yoshinao chuyển đi đến Lâu đài Nagoya, và việc di dời Nagoya đã hoàn tất. Sau đó, lâu đài Nagoya được sử dụng làm nơi dừng chân của các tướng quân và nghỉ qua đêm trên đường đến Kyoto.
Vào thời Minh Trị, Lâu đài Nagoya chấm dứt vai trò là nơi ở của lãnh chúa phong kiến. Sau đó, nó thuộc quyền quản lý của Quân đội và có nguy cơ bị phá bỏ. Tuy nhiên, vì đây là một trong những lâu đài nổi tiếng nhất đất nước nên đã có sự phản đối việc phá hủy nó, và sau nhiều lần thay đổi, người ta quyết định rằng nó sẽ được bảo tồn vĩnh viễn. Năm 1893 (Meiji 26), Lâu đài Nagoya trở thành Biệt thự Hoàng gia Nagoya thuộc thẩm quyền của Cơ quan Nội chính Hoàng gia. Tuy nhiên, khi thuộc quyền quản lý của Quân đội, nhiều tòa nhà, trong đó có Cung điện Ninomaru, đã bị phá bỏ để nhường chỗ cho các cơ sở quân sự. Ngoài ra, do trận động đất Nobi xảy ra năm 1891 (Minh Trị 24), cổng Honmaru Tamon Yagura và Nishinomaru Enokidamon bị sập, một số bức tường đá cũng bị sập. Sau đó, Cổng Enoki và bức tường đá được sửa chữa, nhưng Honmaru Tamon Yagura đã bị dỡ bỏ.
Sau khi trở thành Biệt thự Hoàng gia Nagoya, Lâu đài Nagoya trở thành nơi ở của gia đình hoàng gia, bao gồm cả Hoàng đế. Ngoài ra, Cổng Hasuike từ Lâu đài Edo cũ sẽ được di dời để thay thế Honmaru Tamon Yagura. Năm 1923, Cơ quan Nội chính Hoàng gia đã sửa chữa tháp pháo ở góc phía tây nam đã bị sập trong trận động đất Nobi. Vì vậy, biểu tượng hoa cúc được khắc trên gạch của tháp pháo này.
Biểu tượng của Lâu đài Nagoya, shachi vàng, được Yoshikatsu Tokugawa, lãnh chúa thứ 14 của phiên Owari và thống đốc đầu tiên của phiên Nagoya, trao tặng cho Cơ quan Nội chính Hoàng gia vào năm 1870. Nó được trưng bày tại Hội chợ Thế giới và Hội chợ Thế giới. Ở Vienna.
Kết quả là sự nổi tiếng của Lâu đài Nagoya và Kin no Shachi đột nhiên trở nên nổi tiếng trên toàn thế giới. Sau đó, shachi được đưa trở lại tháp lâu đài Lâu đài Nagoya vào năm 1879.
Năm 1930, Lâu đài Nagoya được Cơ quan Nội chính Hoàng gia cấp cho Thành phố Nagoya. Sau đó, theo Luật Bảo tồn Kho báu Quốc gia ban hành năm 1929, 24 tòa nhà trong khuôn viên, bao gồm tháp lâu đài và Cung điện Honmaru, đã trở thành những lâu đài đầu tiên được chỉ định là cựu bảo vật quốc gia. Lâu đài Nagoya được mở cửa cho công chúng vào năm 1931 và lâu đài đã trở thành biểu tượng của Nagoya cả về tên gọi lẫn hiện thực.
Tuy nhiên, trong Chiến tranh Thái Bình Dương, tháp lâu đài của Lâu đài Nagoya và Cung điện Honmaru đã bị phá hủy bởi các cuộc không kích vào năm 1945 ở phía bắc Thành phố Nagoya. Chỉ có sáu tòa nhà sống sót sau trận hỏa hoạn: tháp pháo góc đông nam, tháp pháo góc tây nam, Honmaru Omote Ninomon, Ninomaru Higashi Ninomon, Ninomaru Ote Ninomon và tháp pháo góc tây bắc Ofukai Maru.
Năm 1946, chỉ những phần còn lại của lâu đài được mở cửa trở lại cho công chúng, nhưng những lời kêu gọi xây dựng lại Lâu đài Nagoya ngày càng lớn và công việc xây dựng lại tháp lâu đài bắt đầu vào năm 1957. Nó được hoàn thành vào năm 1959. Đây là tòa tháp của Lâu đài Nagoya hiện tại.
Ngoài ra, từ năm 2009, việc khôi phục Cung điện Honmaru bắt đầu dựa trên những bức ảnh còn lại. Cung điện Honmaru được mở cửa cho công chúng theo từng giai đoạn vào năm 2013 và 2016, và mở cửa hoàn toàn cho công chúng vào năm 2018.
Hiện nay, tháp lâu đài ngày xưa (khôi phục bằng gỗ) đang được tiến hành.