504년에 오가사와라 가문의 한 사람인 시마다치 사다나가가 쌓은 후카시성이 마쓰모토성의 전신으로 알려져 있다. 마쓰모토성으로 개칭한 것은 1582년이다. 도쿠가와 이에야스가 간토 지방으로 이전하면서, 오가사와라 가문을 대신하여 이시카와 가즈마사가 마쓰모토성에 입성하여 근세 성곽 공사와 성 밖 시가를 만들기 시작했다.

그러나 가즈마사 대에 완공되지 않았고 아들인 야스나가가 개축 공사를 이어 맡았다. 국보로 지정된 천수각, 이누이코 천수각, 와타리 성루 등이 이 시기에 완성되었다. 마쓰모토성의 천수각은 히메지성과 함께 2기 밖에 남아 있지 않은 5층 천수각으로 일본에서는 보물급 문화재로 관리되고 있다. 천수각으로 들어서면 2층에는 총기류 박물관으로 꾸며져 있는데 에도시대 사용한 총기와 화포가 전시되어 있어 볼거리를 제공한다.