国武田信玄攻击信浓之后，小笠原长时被逐出信浓，松本一带成为武田氏领地。1582年（天正10年）武田氏灭亡之后，小笠原氏恢复了原本的领地。小笠原长时之子小笠原贞庆在德川家康的帮助下夺回深志城，并将其改名为松本城。1591年（天正19年），石川数正转封松本藩，开始着手修建现在的松本城天守和城下町。战国时代松本藩的藩主频繁变更，石川家、小笠原家、户田家（松平家）、松平家（越前）、堀田家、水野家、户田家（松平家）都曾担任过松本藩藩主。1642年（宽永19年）之后，水野氏曾长期执掌松本藩，但在水野氏执政时期曾发生