Pierwotny zamek został zbudowany przez Imagawę Ujichikę w roku 1525. Siedem lat później zamek przejął Oda Nobuhide, by go później porzucić.
W roku 1610, Ieyasu Tokugawa wydał polecenie grupie daimyo pomocy w budowie nowego zamku, który miał pełnić rolę nowej stolicy dla Prowincji Owari, a większość materiałów budowlanych została pozyskana z mniejszego Zamku Kiyosu w tym z tenshu – zlokalizowanego w ówczesnej stolicy prowincji Kiyosu. Budowa zamku zakończyła się w 1612r.
W Okresie Edo, Zamek Nagoya był centrum jednego z najważniejszych miast – Nagoya-juku – w Japonii i jednym z najważniejszych postojów na trasie Minoji łączącej Tōkaidō i Nakasendō.
Do Epoki Meji, zamek był siedzibą Owari Tokugawa – jednego z klanów rodu Tokugawa.
W czasie IIwojny światowej zamek pełnił funkcję kwatery okolicznego garnizonu i obozu dla jeńców wojennych. 14 maja 1945 zamek spłonął podczas jednego z nalotów lotnictwa amerykańskiego - udało się jednak uratować z pożaru wiele ze znajdujących się w środku obrazów. Odbudowa donjonu zakończyła się w 1959.
Dziś donjon jest betonowym budynkiem z klimatyzacją i windami. Planowana jest również rekonstrukcja Pałacu Hommaru który również spłonął w wyniku nalotu - uratowane z niego obrazy oraz reprodukcje utraconych mają zostać umieszczone w ich dawnych miejscach. Na dzień dzisiejszy obrazy te można oglądać w Muzeum Sztuki Tokugawa w Nagoi.
