寛永18年（1641年）からは政宗の十男で仙台藩第2代藩主忠宗の異母弟の宗勝の領地となる。万治3年（1660年）に、宗勝は3万石の分知を受けてこの地に陣屋を置き、仙台藩の内分分知大名としての一関藩が正式に立藩した。ただし、宗勝の所領は後代の田村家と同じ3万石だが、領域は多少異なっていた。この年は、仙台藩で事件が起こった年であった。この2年前に忠宗は死去し、嫡男の綱宗が跡を継いで第3代藩主となるも、綱宗は不行跡を理由に、一関藩が成立した年に逼塞を命じられていた。このため、綱宗の隠居により2歳で藩主となった綱村の後見役として、大叔父の宗勝、叔父の田村宗良（忠宗の三男）が選ばれて後見政治が行なわれた。ところが、幼君の下で藩内で政権をめぐる家老（奥山常辰と茂庭定元）の抗争が起こり、さらに後見である宗勝と宗良の間にも確執が起こるなど、伊達騒動（寛文事件）の下地となる対立が出来上がっていく。仙台藩の主導権は宗勝の下にあり、宗勝は自らの専断に反対する派閥を徹底して弾圧した。このため、寛文11年（1671年）に伊達一門の伊達宗重が、所領境界問題の裁定を不満として宗勝の専断や不正を幕府に訴えて受理されたことにより、伊達騒動が発生する。この騒動は、家老の原田宗輔が宗重に斬りかかって斬殺したことから宗勝一派が逆臣として一掃、失脚した。宗勝は罪人として土佐藩にお預けとなり、延宝7年（1679年）に死去した。息子の正興や孫の千之助もお預けとなり、後に死亡したことにより宗勝家は断絶した。一関藩は改易となり、その領地は仙台藩に収公されて家臣も仙台藩に帰属した。
江戸幕府が開幕されて伊達政宗が初代仙台藩主になると、一関は仙台藩領となり、慶長9年（1604年）から政宗の叔父である留守政景、政景が慶長12年（1607年）に死去した後は息子の留守宗利によって統治された。元和2年（1616年）からは仙台藩蔵入地となる。
一関藩（いちのせきはん）は、江戸時代の藩の一つ。陸奥磐井郡一関（現在の岩手県一関市）に藩主居館を置いた。この地に陣屋を置いた大名家は、いずれも仙台藩伊達家の内分分知の分家に当たる一関伊達家と田村家の2家である。前者は11年で改易・廃藩となったが、後者は180年余り続いて明治維新を迎えた。以下、後者の田村家一関藩を主として記述する。
1598年、豊臣秀吉の命を受けて、それまで越後一国を領していた上杉景勝が会津に移封された後、越後は福島30万石に堀秀治、坂戸2万石に堀直寄、村上（本庄）9万石の村上義明、そして新発田の溝口秀勝といった具合に配置された。秀勝は1600年の関ヶ原の戦いのとき、徳川家康の東軍に与して越後に在国し、越後で発生した上杉旧臣の一揆を鎮圧した功績により、家康から本領を安堵され、新発田藩6万石が成立した。越後国の譜代大名・親藩のひしめく中に位置する外様大名であった。秀勝の子・溝口宣勝の時に弟の溝口善勝に1万石を分与したため、溝口家は総石高が5万石となった。そのうえ、宣勝の子・溝口宣直の時代には3人の弟にそれぞれ分与する。なお、分家に交代寄合旗本で陸奥国岩瀬郡横田領主の溝口家がある。藩の領域は現在の新発田市の領域に加え、現在の新潟市東部・阿賀野市・加茂市・南蒲原郡にまで及ぶ広大なものであったが、その領域の大半を占める蒲原平野は、阿賀野川・信濃川下流域に広がるその名の通り、蒲のような水草の生い茂る低湿地帯であり、そのままでは農耕に適さない土地であった。新発田藩とその領民は代々干拓や治水に力を入れ、新田開発を進めていった。その結果、この地域は穀倉地帯となるまでに開発が進み、その収穫は石高の数値を大きく上回るまでになり、内高40万石という説もある。この地域にいくつか残る当時の豪農の邸宅の遺構からは、当時の様子がうかがわれる。八代藩主・溝口直養が藩校・道学堂をつくったことにみられるように新発田藩主は代々学問を奨励し、城下町は繁栄した。元禄の世に4代藩主・溝口重雄が江戸から幕府お抱えの庭師である縣宗知を招いて築庭させた、京風の廻遊式庭園である清水園からは、当時の文化の繁栄ぶりがうかがわれる。その後、11代藩主・溝口直溥の代になって、10万石への高直しを幕府に申請し、認められた。これには、家格が上がるというメリットの一方と、財政窮迫の折りの高直しはかえって過剰な加役を加えられるのではデメリットを心配する声も上がり、藩内で論争が起こった。戊辰戦争では、新政府側よりの立場をとろうとするも、周辺諸藩の奥羽越列藩同盟の圧力に抗しきれず、やむなく加盟した。同盟側は新発田藩を参戦させようと謀り、藩主・溝口直正を人質にとろうと試みたが、新発田藩の領民の強い抵抗に遭って阻止される。その後、新発田藩は新政府軍に合流し参戦することとなり、その結果、新発田の地は戦火から守られることとなった。ただし、この時の新発田藩の行動は越後長岡藩などからは明らかな裏切り行為と見られ、周辺地域との間にしこりを残すことにもなった。ともあれ溝口家は明治時代に至るまで、取り潰しに遭うことなく、12代にわたって新発田を統治した。