江戸時代

1602年（慶長7年）、伊予国正木（松前）城主10万石の大名であった加藤嘉明が、関ヶ原の戦いでの戦功により20万石に加増され、足立重信を普請奉行に任じ、麓に二之丸（二之丸史跡庭園）と三之丸（堀之内）を有する平山城の築城に着手した。

1603年（慶長8年）10月、嘉明が、この地を「松山」と呼ぶこととし、松山という地名が公式に誕生した。

1627年（寛永4年）、嘉明は、松山城の完成前に会津藩へ転封となり、蒲生忠知（蒲生氏郷の孫）が、24万石の松山藩主になる。

1634年（寛永11年）8月、忠知が参勤交代の途中に死去し、蒲生家が断絶する。そのため大洲藩主、加藤泰興が松山城を預かる（松山城在番）。城在番中に替地の申し出が、幕府になされる。

1635年（寛永12年）7月に松平定行が15万石の藩主となり、以降、松山藩は四国の親藩として235年間続き、明治維新を迎える。

1642年（寛永19年）、創建当初5重であったという天守を、定行が3重に改築する。

1647年（正保4年）、寛永の鎖国後、長崎に2隻のポルトガル船が入港したため、定行が家臣とともに海上警備に赴く。この時に持ち帰った南蛮菓子の製法が、銘菓タルトの原型とされる。

1703年（元禄16年）2月、松平定直が幕府から江戸松山藩邸での預かりを命じられていた赤穂浪士10名が切腹。

1784年（天明4年）、天守を含む本壇の主な建物が、落雷により焼失。

1828年（文政11年）、藩主・松平定通が文武の振興のため、藩学の拠点として明教館を創設した。

1854年（安政元年）2月8日、時の藩主・松平勝善が天守本壇を落成させる。

1866年（慶応2年）6月、幕府の命により長州征伐に出陣。屋代島を占領するも、速やかに兵を津和地島および興居島に引き揚げる。

1867年（慶応3年）、藩主・松平定昭幕府老中職となる（大政奉還により辞任）。

明治・大正時代

1868年（明治元年）、土佐藩が松山城を受領・保護。城主松平勝成は松平姓を返上し、旧姓の久松となる。

1870年（明治3年）、松山城三之丸が焼失。2年後に二之丸も焼失。

1871年（明治4年）、廃藩置県により松山藩から松山県となる。

1873年（明治6年）の廃城令による破却に本丸は遭わなかった。主に麓の城門・櫓・御殿など城外に払い下げられるが入札はなく、解体のみが行われた。同年、愛媛県が成立。

1886年（明治19年）より1945年（昭和20年）にかけて、二之丸と三之丸は陸軍省の管轄となり、松山歩兵第22連隊の駐屯地が三之丸（堀之内）にあった。

1891年（明治24年）、俳聖正岡子規が、「松山や　秋より高き　天主閣」の俳句を発表する。

1895年（明治28年）には、JR松山駅前に句碑がある「春や昔　十五万石の　城下哉」の句を詠む。

1923年（大正12年）、松山城（本丸）が久松家へ払下となり、そのまま松山市に寄贈され、以降、市の所有となっている。

昭和・平成時代

1933年の松山城放火事件や戦時中の空襲により大天守を除く幾つかの建造物が火災で焼失。戦後の昭和40年代から忠実に復元され現在に至る。

1935年（昭和10年）、天守など35棟の建造物が国宝保存法に基づく国宝に指定される。

1952年（昭和27年）に、二之丸と三之丸を含む松山城山公園が国の史跡に指定される。

1955年（昭和30年）にはロープウェイが、1966年（昭和41年）には平行してリフトがそれぞれ設置る。

1989年（平成元年）に、松山城山公園が日本さくら名所100選に選定された。

1992年（平成4年）4月に、大井戸などの遺構や茶室が整備された松山城二之丸史跡庭園が落成。

2004年（平成16年）10月より行われていた大天守ほか6棟の改修工事は2006年（平成18年）11月末に終了。改修を記念して、大天守の「しゃちほこ」に「天丸」と「まつ姫」の愛称が公募によって付けられた。また、改修工事中、江戸時代に侍を描いたと思われる、下見板裏の落書きが発見され、天守内に展示している。

2006年（平成18年）に、松山城山公園が日本の歴史公園100選に選定される。

2007年（平成19年）3月2日、情緒ある佇まいが残されていることが評価され美しい日本の歴史的風土100選に道後温泉と共に選定される。

2009年（平成21年）3月　ミシュランガイド（観光地）日本編において「２つ星」に選定される。