元和2年(1616年)江戸幕府によって築かれた。 享保9年(1724年)には周辺の陣屋も中野陣屋の管轄に統合された。 慶応4年(1868年)には大政奉還により陣屋は廃止され尾張藩取締所管轄となった。 その後、中野県庁となるも暴動によって明治3年(1870年)に焼失し、県庁は長野町へ移り長野県となった。
中野陣屋跡には現在「中野陣屋県庁記念館」が建てられており、天領陣屋に関する展示場と一般の展示場を兼ねた施設で、無料で公開されている。付近は宅地となっているが、わずかに石垣と井戸、そして陣屋稲荷が残っている。