信濃国（しなののくに）は、かつて日本の地方行政区分だった令制国の一つ。東山道に属する。のちの長野県、岐阜県中津川市の一部。
『万葉集』での枕詞は「水薦苅（みこもかる ）」。
「信濃」の名称と由来 古くは「しなぬ」と呼ばれ、継体天皇条には「斯那奴阿比多」、欽明天皇条には「斯那奴次酒」と「斯那奴」（しなぬ）の字が充てられている。
「科野」の語源については諸説あるが、江戸時代の国学者である谷川士清は『日本書紀通證』に「科の木この国に出ず」と記し、賀茂真淵の『冠辞考』にも「（一説では）ここ科野という国の名も、この木より出たるなり。」と記しており、「科の木」に由来する説が古くから唱えられている。また賀茂真淵は「名義は山国にて級坂（しなさか）のある故の名なり」とも記しており、山国の地形から「段差」を意味する古語である「科」や「級」に由来する説を残している。他に「シナとは鉄に関連する言葉」とする説もある。また級長戸辺命（しなとべのみこと、風神）説もある古川貞雄「風土と人間」（古川貞雄・福島正樹・井原今朝男・青木歳幸・小平千文『長野県の歴史』山川出版社、 2003年） 2頁。
小林敏男は、「シナ（段差）」に由来する説を取った上で、シナノという地名の発生地を埴科・更科エリアであるとした 井上今朝男、牛山佳幸編『論集 東国信濃の古代中世史』（岩田書院、2008年）。
7世紀代の信濃を記すものとして知られる唯一の木簡は、7世紀末の藤原宮跡から出土した「科野国伊奈評鹿□大贄」と見えるもので、『古事記』にある「科野国造」の表記と一致する。当時は科野国と書いたようである舘野和己「『古事記』と木簡に見える国名表記の対比」（『古代学』4号、2012年）17頁・20頁。。これが大宝4年（704年）の諸国印鋳造時に信濃国に改められた鎌田元一「律令制国名表記の成立」（『律令公民制の研究』塙書房、2001年）。「科野」は和銅6年（713年）の『風土記』を境に、「信野」を経て「信濃」へと移り変わっていく。長野県で最も古い「信濃国」の文字は、平成6年（1994年）に千曲市屋代遺跡群から発見され、現在は長野県立歴史館に所蔵されている8世紀前半（715年～740年）の木簡となる。『日本書紀』には信濃国について、「是の国は、山高く谷幽し。翠き嶺万重れり。人杖倚ひて升り難し。巌嶮しく磴紆りて、長き峯数千、馬頓轡みて進かず。」とある『日本書紀』巻七 景行天皇四十年是歳条。
平安時代末期から鎌倉時代初期にかけて、南宋から帰朝した禅宗の留学僧によって「信州（しんしゅう）」と称されるようになった。治承3年（1179年）に仁科盛家が覚薗寺に寄進した千手観音像の木札に「信州安曇郡御厨藤尾郷」とあるのが初出である。
神代に見える科野国 神代の国譲りにおいて、出雲の地で建御雷神に敗れた建御名方神が、科野国の洲羽の海（諏訪湖）まで逃れ、「この地から出ないし、父の大国主神や兄の事代主神に従う。葦原の国は天の神に奉るから殺さないでくれ」と言って同地に鎮まったことが『古事記』に見える。
一方『諏訪大明神絵詞』など諏訪に伝わる伝承では、建御名方神が洲羽に侵入し、土着の洩矢神とそれぞれ藤蔓と鉄鑰を持って争い、建御名方神が勝利したと伝わる。この後、建御名方神の後裔は大祝の諏訪氏に、洩矢神の後裔が神長官の守矢氏になったとされる。
また建御名方神が八坂刀売神を娶って生まれた御子神達が、科野国の発展に大きく貢献したとされる。
歴史 古代 『先代旧事本紀』「国造本紀」によると、崇神天皇の時代に神武天皇の曾孫の建五百建命が初代科野国造に任じられたと伝わる。信濃国の国造についての実像は不明であるが、広大な信濃を1氏族のみが支配していたとは考え難く、出雲国の出雲国造のように国内で突出した存在がいたのではなく、讃岐国のように複数の氏族が国造として任命されており、欽明天皇の宮に舎人として集ったことに由来する金刺氏や、敏達天皇の宮に舎人として集ったことに由来する他田氏のような、疑似的同族関係を結んでいたと考えられる佐藤雄一『古代信濃の氏族と信仰』（吉川弘文館、2021年）。
古墳時代には、倭系百済官僚として科野の氏（ウジ）を持つ人物が史書に見える。科野国造軍として朝鮮に出兵した国造の子弟が、現地人の妻との間に残した子孫であるとされる「第三節 大和王権と科野のクニ」『長野県史 通史編 第一巻 原始・古代』（1989年）312頁。。ただし、「物部莫奇武連」「紀臣奈率彌麻沙」のような他の倭系百済官人とは異なり、姓を有している様子が見られないので、ここでの「シナノ氏」は「科野国造の一族」という意味ではなく、氏姓制度が成立する以前に朝鮮に渡った信濃の人間が「シナノの人の〇〇」といったニュアンスで呼ばれていた（＝シナノは氏ではない）とする説も存在する。信濃の人間が外交に従事したのは、ヤマト王権内で信濃の人間が一定の役割を担っており、そのようになったのは、渡来人によって信濃に軍事行動の要である馬の文化が伝えられたからであると考えられる。現在の伊那市手良（てら）中坪には「大百済毛・小百済毛（おおくだらげ・こくだらげ）伊那市教育委員会『伊那市文化財保存活用地域計画 資料編』 （伊那市、2024年7月）pdf 」という地域があるが、この地名は百済からの渡来人によって開発されたという伝承がある。また、手良という地名も、『新撰姓氏録』に見える「弖良公」に由来するという『日本歴史地名大系 第20巻 長野県の地名』（平凡社、1979年）。
現在の長野市篠ノ井にある長谷寺やその境内にある長谷神社は、小長谷部が創建したと考えられている。小長谷部氏は、5世紀末期から6世紀初期に存在した可能性がある武烈天皇の部民とされる。『日本書紀』によれは、武烈天皇3年には、大伴室屋が信濃国の男丁（よぼろ）を集めて城を作るように武烈天皇から詔を受けているが、この「信濃国の男丁」は小長谷部のことであると考えられている。また、小長谷部の人物として名前が残っているのは、天平勝宝4年（752年）に正倉院に奉納された白布に記された「小長谷部尼麻呂」がいる川崎保『赤い土器のクニ」の考古学』（雄山閣、2008年）。さらに、姨捨山（おばすて）も小長谷部（おはつせべ）に由来するとされる。6世紀後半には欽明天皇の時代に科野国造後裔の金刺舎人直、敏達天皇の時代に同じく科野国造後裔の他田舎人直が成立し、後世に諏訪大社下社・上社の大祝家や信濃国内の複数の郡司を務めた。その一方で、安曇郡司は安曇部氏が務めた。
信濃国に存在した名代・部曲は、史料に見えるものは刑部、小長谷部、金刺舎人、他田舎人、生王部、物部、尾張部、神人部である。その他には屋代古墳群出土の木簡に見える金刺部、他田部、若帯部 、穂積部、守部、酒人部、宍部、宍人部、三家人部、石田部、戸田部や、それ以外の木簡に見える私部 、倉橋部 、丸子、久米舎人、大伴、安曇部、建部、爪工部、辛犬甘がいる傳田伊史『古代信濃の地域社会構造』（同成社、2017年）。允恭天皇期の刑部、武烈天皇期の小長谷部、欽明天皇期の金刺舎人などの名代は、安曇郡、高井郡を除く信濃国全ての郡に分布している。信濃国におけるウジ名や部名の特徴として、大宝元年（701年）の『御野国戸籍』など、東山道の隣国である美濃国に分布するものが見えることが挙げられる。特に、若帯部、守部、穂積部などは、美濃国以外にはあまり例が知られていない。以上の部の設定は、古くても5世紀末、その多くは6世紀前半以降に順次設定されていったと考えられる。
飛鳥時代中期の皇極天皇3年（644年）、本多善光により開基された善光寺は、諏訪大社と並び今日においても全国的な信仰の拠り所となっている。大化元年（645年）には、大化の改新によって令制国が発足し、それまでの国造の支配に依拠してきた地方支配を改め、「評」と呼ばれる行政区画を全国に設置した。信濃国は当初、伊那（伊奈）評・諏方（諏訪）評・束間（筑摩）評・安曇（阿曇）評・水内評・高井評・小懸（小県）評・佐久評・科野評（後に更級と埴科に分立）などが成立していたと考えられ福島正樹「信濃国のなり立ち」 （古川貞雄・福島正樹・井原今朝男・青木歳幸・小平千文『長野県の歴史』山川出版社、 2003年） 42ページ、現在の木曽地方を欠く大部分を領域とした。これらの評は、大宝律令の成立後、郡に改組された。越国に大化3年（647年）に渟足柵が、大化4年（648年）に磐舟柵が作られて科野から柵戸が派遣された。また、斉明天皇6年（660年）12月には、科野国が、蝿の大群が巨坂を西の方向に飛び越えて行ったことを朝廷に報告した『日本書紀』巻二六斉明天皇六年（六六〇）十二月庚寅廿四とあり、それに先立つ推古天皇35年（627年）5月には、蝿の集団が信濃坂を越えて東の方へ行き、上野国で散り失せるとあることから『日本書紀』巻二二推古天皇三五年（六二七）五月、蝿に関して対応する特徴的な記述がされている。
天武天皇元年（672年）の壬申の乱には、科野の兵が土師馬手らに従い、大海人皇子（天武天皇）の側に立って活躍した。天武天皇14年（685年）には高田新家らに「束間温湯」（つかまのゆ）に行宮（あんぐう）を造らせ、朱鳥元年（686年）の大津皇子の変の後、朝廷が一時的に安曇郡への遷都を計画し、箭口音橿を遣わしている。持統天皇5年（691年）の「須波神」「水内神」の勅祭など、科野は大和朝廷にとって注目すべき地の一つであったことが分かる。大宝2年（702年）12月に、始めて美濃国に木曾山道を開くという記述があり『続日本紀』巻二大宝二年（七〇二）十二月壬寅十、和銅6年（713年）7月には、美濃国と信濃国の国境の道が険阻であり、往還が難しいということで、木曽路が開通している『続日本紀』巻六和銅六年（七一三）七月戊辰七。また、これらの記述の他にも、「信濃路は 今の墾道刈株に 足踏ましなむ 沓はけ我が背」（万葉集 巻14-3399 相聞 東歌）と詠まれており、飛鳥時代の末期からは、信濃国における官道の開発がすすんでいた。
奈良時代には、左馬寮の管轄下で望月牧など、官営による16の勅旨牧と、それを統括するための牧監庁が置かれた。養老5年（721年）6月26日に南部を諏方国として分置したが、天平3年（731年）3月7日に合併して元に復した。養老3年（719年）以後は美濃按察使の管轄下に置かれた。8世紀前半のものとみられる屋代遺跡出土の木簡には、「埴科郡大穴郷高家里」と「守部安万呂」の名前が併記されており、この「高家（たかやけ）」は、大きな高い建物の宅（屯倉）の意味で、ここに住んでいた守部安万呂は屯倉の管理者であったと考えられる。神護景雲2年（768年）には、各々の善行に対して朝廷から褒美を得た全国9人のうち、信濃国からは水内郡の刑部智麻呂と倉橋部広人や更級郡の建部大垣、伊那郡の他田舎人千世売と4人までもを占めた。
奈良時代末期から平安時代初期にかけては、信濃国内の渡来人の改姓が続々と進んだ。弘仁8年（817年）には最澄が東山道神坂峠の信濃側に広拯院を建立した。初期荘園の立荘と並行して、仁和元年（885年）には公営田の設置が見られた。同4年（888年）には前年に発生した仁和地震の影響により八ヶ岳の山麓が大規模に崩壊し千曲川を約1年に渡って堰き止め、日本最大規模とされる河道閉塞を形成した。これはその後決壊し、「仁和大水」と言われる大洪水を起こした。この被害は100km以上下流まで及んだとされる。そして千曲市では屋代条里田が4ｍの堆積砂、その対岸に当たる長野市の石川条里田は2ｍの堆積砂の下に各々発見されている。千曲川沿いに整然と整備されていた国有地（条里田）は広大な荒野となり、その後の開墾の過程で私有地化され中央貴族やそれに連なる大寺社の荘園化が進んだ。また、信濃国は罪人の配所に定められ、中流の範囲とされた『延喜式』卷第廿九 刑部省 延長五年（九二七）十二月廿六日。なお、元慶3年（879年）9月に鳥居峠をもって美濃・信濃の国境と定められた。
平安時代の中期には桓武平氏の平将門が、東山道を京に向かう平貞盛に追撃の兵を差し向け、小県郡国分寺付近で貞盛に助勢した滋野氏や小県郡の郡司他田氏と合戦に及ぶなど（938年2月29日）、この時代における平氏内紛の舞台ともなった。また清和源氏は経基王以来、信濃守に任官される者が多く、源氏の土着が相次いで見られた（信濃源氏）。この頃には古今和歌集や大和物語集、今昔物語集によって信濃に姨捨伝説の存在することが知られ月見の名所としても姨捨の名を高める。古代の律令体制から中世の権門体制に移行する中で、院政の時代になると、院宮分国制の進展により白河法皇や鳥羽法皇の知行国となり、その後は公卿に引き継がれた。11世紀後半以降には最高権力者である院や摂関家への寄進地系荘園の立荘が本格化し、国衙領は縮小する傾向にあった。1108年(天仁元年)には、浅間山で天明噴火の数倍と言われる規模の大噴火(天仁噴火)が発生し、山麓では大火砕流によって複数の集落が埋没した可能性がある。
平安時代末期に入ると、源氏内紛による久寿2年（1155年）の大蔵合戦で敗れた河内源氏源義賢の遺児源義仲が木曾谷の中原兼遠の元に匿われた。保元元年（1156年）の保元の乱、平治元年（1159年）の平治の乱に際して、滋野氏、諏訪氏、片桐氏、平賀氏など多くの信濃武士は、源義賢と敵対した兄の源義朝に従った。ただし、崇徳上皇の近臣であった村上氏は、信濃に所領を持つ伊勢平氏の平家弘らと共に上皇方についた。後白河法皇の第三皇子以仁王は信濃を含む東山・東海・北陸道の武士に平家追討の令旨を発し、源行家によって、新羅三郎源義光の子孫である平賀盛義・義信父子（平賀冠者）、岡田親義（岡田冠者）、そして源（木曾）義仲に伝えられた（『平家物語』）。義仲は信濃の兵を統べて挙兵し、横田河原の戦いで平氏の軍勢を破ると、以仁王の遺児北陸宮を奉じて北陸道経由で入洛したが、この動きに対し、源義朝の嫡男源頼朝は北条時政をして伊那や諏訪の武士を糾合させ、黄瀬川の戦いに出陣させた。村上氏、平賀氏らも頼朝に従った。その後、義仲は西国の平家追討のため京を離れたが水島の戦いで敗れ、さらに上洛した頼朝の弟範頼、義経らに近江国で討伐された（粟津の戦い）。平安時代から鎌倉時代に、美濃国から木曽地方を編入し、筑摩郡の一部としたが、その正確な時期は不明で、室町時代後期の木曽地方は公式にはまだ美濃国に属しており戦国時代にまで下る可能性があるとする説山本英二, 2008年もある。
中世 鎌倉時代 鎌倉時代初期には関東御分国の1つとして鎌倉幕府の知行国であった。その後の知行権は公卿や興福寺・東大寺等の有力寺院の手に移るが、在庁官人や国人衆の幕府御家人化が進み、京都の遙任国司や知行国主、荘園領家らの影響力は薄れ、鎌倉幕府の介在なしには税の徴収も困難となり、「国司その用あてざる国」と揶揄された（『明月記』）。戦国時代まで存在した守護職には比企氏や執権北条氏、小笠原氏、諏訪氏、吉良氏、上杉氏、斯波氏、武田氏らがいた。
幕府樹立後、初代の信濃守護には比企能員が就任し、信濃国目代を兼帯して国衙機構も掌握したが、建仁3年（1203年）の比企能員の変で北条時政に滅ぼされ、将軍源頼家の近習で、十三人の合議制に対抗する側近であった中野能成や小笠原長経も連座した。時政は比企氏以外にも幕府重臣の粛清を進め、元久2年（1205年）には平賀義信の次男平賀朝雅を傀儡の新将軍として擁立しようとしたが、失脚した（牧氏事件）。建暦3年（1213年）、御家人泉親衡が、信濃武士と結んで頼家の遺児千寿丸を将軍に擁立し、信濃守護も兼帯する執権北条義時の打倒を図る陰謀が発覚した（泉親衡の乱）。承久3年（1221年）の承久の乱では幕府の仁科盛遠への処遇も乱勃発の一端となった。信濃武士の多くは幕府方につき、東山道軍の武田信光、小笠原長清に従い、後鳥羽上皇方の仁科氏らは北条朝時の北陸道軍に敗れた。幕府方についた信濃武士は新補地頭として西国に所領を得たが、それまで東国に限定的であった幕府の権威を浸透させる目的で西遷を余儀なくされた者も多かった。また幕府が朝廷に対して優位に立ち、信濃国内における北条氏の所領も関東御領の春近領を中核として拡大すると、宝治元年（1247年）の宝治合戦で武功を挙げた諏訪盛重や内管領を務めた諏訪盛経に代表されるように、北条氏の得宗被官（御内人）として活躍する者も現れた。得宗専制が強化されてゆく中、弘安8年（1285年）の霜月騒動では幕府の有力御家人安達泰盛の姻戚であった伴野氏や、小笠原氏が巻き込まれ、逼塞を余儀なくされた。
この時代の仏教の信者で多いのが臨済宗、曹洞宗などの禅宗と一向宗、浄土宗（禅林寺派）などである。特に塩田流北条氏の塩田荘は「信州の学海」（『仏心禅師大明国師無関大和尚塔銘』）と称されるほど、禅宗文化の中心地となった。弘安年間、興福寺が知行国主であった時、目代に補任された願舜坊定尭なる僧は信濃からの検注物や年貢を横領し、弘安7年（1284年）、本所法である「満寺評定」によって、国外追放刑となった。延慶2年（1309年）の国衙領の検注の調進は国司目代が行っているが、応安6年（1373年）には守護使に代わっている市河家文書。このように信濃においても国衙は次第に形骸化され、国司の権能は守護に遷移していったことがうかがえる。
鎌倉時代末期、元弘元年（1331年）からの元弘の乱では、信濃の御家人は、信濃守護を兼帯する探題北方北条仲時に従い、後醍醐天皇の拠る笠置山や赤坂城を攻めた（『光明寺残篇』）。しかし元弘3年/正慶2年（1333年）に後醍醐天皇が鎌倉幕府追討の宣旨を下し、足利尊氏、新田義貞ら幕府の有力御家人が幕府から離反すると、小笠原貞宗もこれに従って鎌倉攻めに加わり、後に新たな信濃守護に補任された。一方、北条仲時は京都から逃る途中で自害に追い込まれた。東勝寺合戦では御内人の諏訪直性が得宗北条高時に殉じて自害するが、高時の遺児北条時行は諏訪氏に匿われた。
建武の新政・南北朝時代 後醍醐天皇の建武の新政では、公家を優遇する政治に対して武士の不満が出た（『太平記』説）、もしくは武家を優遇する政治を行ったものの公正さを重視しすぎて恩賞の給付に遅れが出たため不満が出た（20世紀末以降の新説）。建武2年（1335年）、北条氏とも関係が深い諏訪大社上社の諏訪頼重・時継父子や滋野氏・仁科氏、および頼重を盟主とする諏訪神党は時行を奉じて挙兵し、鎌倉を奪還（中先代の乱）したが、わずか20日で鎮圧され、諏訪氏らは自害し、時行は逃亡した。翌年に入ると北条泰家（時興）が南朝に呼応して京都から麻績御厨に入って挙兵し（『市河家文書』）、小笠原貞宗や信濃惣大将に任じられた村上信貞の軍勢と衝突したが破れた。その後は吉良満義が守護となり、北条残党一掃のため吉良時衡が派遣された。
中先代の乱平定後の足利尊氏の独自の恩賞配布行為を、後醍醐は建武政権への反乱行為と認識したため（建武の乱）、天皇方は鎌倉に向けて東海・東山両道に大軍を発し、忠房親王率いる東山道軍が大井城を落城させた。やがて尊氏が北朝を立てて南北朝時代に入った。室町幕府では事実上の最高権力者である足利直義（尊氏の弟）の派閥と、将軍尊氏および執事の高師直の派閥に分かれた。信濃守護の小笠原氏や高梨氏は尊氏派についたため、諏訪氏（北朝信濃守の諏訪頼嗣のち直頼）や仁科氏・香坂氏・祢津氏・望月氏・海野氏ら国人勢力は直義派につき、激しい抗争が繰り広げられた。観応元年（1350年）の観応の擾乱では直義党の諏訪直頼（頼嗣）らが直義に呼応して挙兵し、高師冬を討つなどの戦功を挙げた。直義が守護の任免権も掌握すると、観応元年（1350年）末ごろには直頼が信濃守護に補任されたが、尊氏派が勢力を盛り返すと薩埵山体制により守護は小笠原氏に復した。直義党敗北後、諏訪直頼や滋野氏など国人勢力はしばらく南朝方に属した。
南朝方は後醍醐天皇の皇子で、興国5年（1344年）から信濃に入国した征夷大将軍宗良親王（信濃宮）を奉じて、香坂高宗の拠る伊那谷に一大拠点を築いた。文和元年（1352年）には親王が信濃の南朝勢を糾合して武蔵野合戦に出陣したが敗北し、文和4年（1355年）の桔梗ヶ原の戦いでも小笠原氏に敗北すると、信濃における南朝勢力の衰微は決定的となり、諏訪直頼や仁科氏らは室町幕府の新将軍足利義詮に帰参した。文中3年（1374年）親王も信濃を去った。信濃は暦応2年/延元4年（1339年）から康永3年/興国5年（1344年）までと、貞治4年/正平20年（1365年）から応安3年/建徳元年（1370年）まで、室町幕府から鎌倉府の管轄に移行したが、再び幕府に取り戻された。幕府と鎌倉府の融和によって、鎌倉府の推挙で上杉朝房が守護に任じられたが、将軍足利義満と公方足利氏満が対立すると、信濃は鎌倉府監視の最前線となり、鎌倉時代とは一変して、京都の政情が大きく影響するようになった。天授5年/康暦元年（1379年）の康暦の政変での大幅な守護改替により斯波義種が守護に補任された。
室町時代・戦国時代 明徳3年（1392年）の明徳の和約による南北朝の合一後、幕府は在地豪族の荘園や公領の横領・濫妨を守護に命じて停止させようとしたため、複雑な対立関係が発生し、斯波氏に対する国人衆の反乱が起きた。その後、明徳の乱や応永の乱で武功を上げ信濃守護に復した小笠原氏と在地豪族の代表格村上氏が、国人衆（大文字一揆）を巻き込んで争い（大塔合戦）、小笠原長秀は京都へ追放された。応永9年（1402年）信濃は室町幕府料国（直轄地）となり、政所の直接支配下に置かれ、守護職は空白化した。その間、幕府代官として細川氏が派遣されたが、応永10年（1403年）から翌年にかけて、村上氏や高梨氏を中心とした国人衆の反乱が起きた。その後は将軍と鎌倉公方、鎌倉公方と関東管領との対立が大きく影響を及ぼし、強力な支配権を持つ自立した大名が登場することはなかった。将軍足利義教により信濃守護に復し、上杉禅秀の乱や永享の乱、結城合戦などで活躍した小笠原政康は、公方足利持氏派の村上氏 を抑えて信濃を一時平定したが、嘉吉の乱で義教の後ろ盾を失い、政康の没後、小笠原氏の家督相続と守護叙任に幕府有力者の畠山氏と細川氏の対立関係が絡んで、小笠原氏は三家に分裂した。幕府による享徳の乱への出陣命令にも応えられないほど衰亡し、守護権力も地に堕ち、上杉房定に半国守護を抑えられた。
室町末期にかけて下克上の様相を呈し、在地豪族の諸勢力が拮抗を続けた。埴科郡を拠点に北部や東部に勢力を拡大する村上氏、諏訪大社の信仰を背景とする諏訪氏、信濃守護家として幕府と強い繋がりを持つ小笠原氏、木曽谷に割拠する木曾氏らがその代表格であり、この4氏を後世「信濃四大将」と呼ぶ。他にも小笠原一族で守護代を務め、幼少期の古河公方足利成氏を庇護した大井氏、越後長尾氏と縁戚関係を結ぶ高梨氏、関東管領山内上杉氏を後ろ盾とした海野氏、逸早く土着し信濃源氏の祖となった井上氏、京武者として朝廷と強く結びつき、安曇郡に拠って一大勢力を築く仁科氏などの旧来の名族も健在であった。応仁元年（1467年）からの応仁の乱では仁科氏、木曾氏、伊那小笠原両氏、諏訪大社上社などが東軍（細川勝元）、府中小笠原氏が西軍（山名宗全）についた。長享元年（1487年）の長享・延徳の乱に始まる幕府の六角氏征伐では、仁科氏、木曾氏、村上氏、海野氏、小笠原氏らが将軍足利義尚、足利義稙に従って出兵した。
戦国時代には隣国甲斐国や越後国との関係が深くなった。諏訪氏は甲斐守護武田氏と同盟を結び天文10年（1541年）には諏訪氏、村上氏は武田信虎と共同して小県郡へ侵攻し海野氏を駆逐するが（海野平の戦い）、同年に甲斐で晴信（信玄）への当主交代が起こると武田と諏訪の関係は手切となり、諏訪大社上社（諏訪氏）と下社（金刺氏）、諏訪宗家と高遠諏訪家の対立が絡んで、晴信による信濃侵攻が本格化する。武田氏は諏訪頼重、仁科盛政を滅ぼし、守護小笠原長時や村上義清らを追い、木曾義康や真田幸隆を従属させ、佐久郡において関東管領上杉憲政を破ると（小田井原の戦い）、信濃の大半を領国化し有力国衆を家臣団として従えていくが、それに対して、高梨氏や井上氏など北信国衆は越後の長尾景虎（上杉謙信）を頼り、武田・長尾（上杉）間の北信・川中島を巡る川中島の戦いへと展開する。弘治3年（1557年）の第三次合戦後には将軍足利義輝は甲越間の調停を行い、翌弘治4年に晴信は信濃守護に補任されている。川中島の戦いは最大の衝突となった永禄4年（1561年）の第四次合戦を契機に収束し、その後も甲越関係は対立し北信地域は最前線として緊張状態にあったが、以後は安定して信濃の武田領国化が続く。晴信は元亀2年（1571年）、三河国山間部を攻略する過程で、同国加茂郡から現・根羽村の地域を信濃国に編入し伊那郡の一部とした。
武田晴信の死後、その後を継いだ武田勝頼が上杉景勝と同盟を結び、信濃を統一支配したが、天正10年（1582年）、織田信長に敗れて滅亡し、高遠城主仁科盛信らが戦死した。その後は織田家の版図に加えられ、森長可（北信）、滝川一益（東信）、毛利長秀（伊那）、河尻秀隆（諏訪）、木曾義昌（安曇、筑摩）らに与えられた。しかし約三ヵ月後には本能寺の変が起き、信濃においても一向一揆が発生したことで織田家の勢力は瓦解し、権力の空白地帯となった信濃には徳川氏・後北条氏・上杉氏の勢力が進出した（天正壬午の乱）。やがて後北条氏は徳川氏と和解・同盟して領地交換により関東へ撤退した。
この結果、北信濃四郡は上杉氏、それ以外は徳川氏の領国となったが、両者の対立の狭間で真田昌幸が自立し第一次上田合戦を生じた。この対立はのちに徳川家康と豊臣秀吉の対立に転じ、家康が秀吉と和睦し後に臣従することで、天正18年（1590年）に関東に移封されると、徳川方の国衆も随行し、譜代大名や旗本となった者も多かった。信濃は豊臣方の武将の支配下に収まり、仙石秀久（佐久）、石川数正（安曇、筑摩）、毛利秀頼（伊那）、日根野高吉（諏訪）が入封し、木曽は秀吉の蔵入地となった。さらに慶長3年（1598年）に北信濃四郡を治めた上杉景勝が越後から会津に移封されると、北信濃には関一政、田丸直昌が入封したが、秀吉の死後、家康は両者を美濃に移し、代わって配下の森忠政を入封させた。
真田氏はかつては徳川氏に仕えながら豊臣氏の配下に転じ、関ヶ原の戦いにおいて西軍方についたため、徳川秀忠の軍勢は、小山評定から関ヶ原に向けて中山道を進軍する途上、真田昌幸、信繁父子の居城上田城を攻めたが敗れた（第二次上田合戦）。しかし石田三成ら西軍首脳が本戦で敗れたため、昌幸は高野山に流罪となった。その後、東軍の真田信幸が上田から松代城に入った。西軍の真田信繁は豊臣方について後年の大坂の陣で武名を挙げた。
近世 江戸時代は、途中廃絶も含めて松代藩等大小計19藩が置かれた（廃藩置県時点では松代藩の他、松本藩、上田藩、飯山藩、小諸藩、岩村田藩、龍岡藩（田野口藩）、高島藩、高遠藩、飯田藩、須坂藩）。また木曽地方は全域が尾張国名古屋藩領（山村代官所）であり、伊那郡内には美濃国高須藩（竹佐陣屋）及び陸奥国白河藩（市田陣屋）、高井郡内には越後国椎谷藩（六川陣屋）、佐久郡内には三河国奥殿藩（後に藩庁を信濃に移し田野口藩となる）の飛び地があった。その他善光寺、戸隠神社、諏訪大社等の寺社領、天領支配のための中野・中之条・御影・飯島・塩尻の5つの代官所、伊那衆三家を含む旗本知行所（維新まで存続したものは12ヶ所）などが置かれた。