ในปี ค.ศ. 1583 โทโยโตมิ ฮิเดโยชิ สั่งให้มีการก่อสร้างปราสาทโอซากะที่บริเวณวัดอิชิยามะฮงกัน โดยนำแบบผังมาจากปราสาทอาซูจิ อันเป็นศูนย์บัญชาการหลักของโอดะ โนบูนางะ โทโยโตมิต้องการจะสร้างให้เหมือนกับปราสาทอาซูจิ แต่สุดท้ายแล้วกลับโดดเด่นกว่า โดยหอคอยหลักมี 5 ชั้น และมีชั้นใต้ดินอีก 3 ชั้น มีใบไม้ทองที่ด้านข้างของปราสาท ทำให้ตัวปราสาทสวยงามโดดเด่นประทับใจผู้พบเห็น ในปี ค.ศ. 1585 เมื่อตัวปราสาทแล้วเสร็จ โทโยโตมิจึงเริ่มแผนขยายตัวปราสาทเพิ่อป้องกันการรุกรานจากข้าศึก จนประทั่งในปี ค.ศ. 1597 การก่อสร้างได้แล้วเสร็จและฮิเดโยชิได้เสียชีวิตลง ตัวปราสาทจึงตกเป็นของบุตรของฮิเดโยชิ คือ โทโยโตมิ ฮิเดโยริ

ในปี ค.ศ. 1600 โทกูงาวะ อิเอยาซุ ปราบศัตรูลงได้ในยุทธการที่เซกิงาฮาระและเริ่มจัดตั้งรัฐบาลเอโดะ ในปี ค.ศ. 1614 โทกูงาวะเริ่มโจมตีกองกำลังของฮิเดโยริในช่วงหน้าหนาวจนเข้าสู่ยุทธการการล้อมโอซากะ[2] แม้กองกำลังของโทโยโตมิมีจะน้อยกว่ากองกำลังของโทกูงาวะเกือบครึ่งหนึ่ง แต่ก็สามารถต้านทานทัพ 200,000 นายของโทกูงาวะและรักษากำแพงเมืองเอาไว้ได้

ในช่วงฤดูร้อนปี ค.ศ. 1615 ฮิเดโยริเริ่มขุดคูเมืองรอบนอกเพิ่มขึ้นอีกชั้น โทกูงาวะจึงได้ส่งกองกำลังของตนไปโจมตีปราสาทโอซากะอีกครั้งหนึ่งและสามารถเจาะกำลังทหารของโทโยโตมิเข้าไปในกำแพงเมืองได้เมื่อวันที่ 4 มิถุนายน ปราสาทโอซากะจึงตกเป็นของโทกูงาวะ และตระกูลโทโยโตมิก็ถึงคราอวสาน

ในปี ค.ศ. 1620 โทกูงาวะ ฮิเดตาดะ โชกุนคนที่ 2 แห่งตระกูลโทกูงาวะ เริ่มบูรณะและสร้างปราสาทโอซากะขึ้นมาใหม่ ยกระดับหอคอยให้สูงขึ้น ภายนอกมี 5 ชั้น ภายในมี 8 ชั้น ก่อสร้างกำแพงใหม่ให้เป็นเกียรติแต่ตระกูลซะมุไรแต่ละคน กำแพงในสมัยนั้นยังคงอยู่มาจนทุกวันนี้โดยนำหินมาจากทะเลเซโตะใน และสลักยอดด้วยชื่อของตระกูลที่อุทิศให้กับการสร้างกำแพงเหล่านี้

ในปี ค.ศ. 1660 เกิดเหตุการณ์ฟ้าผ่าที่คลังแสงเป็นผลให้เกิดระเบิดและไฟไหม้ตัวปราสาท จากนั้นในปี 1665 เกิดฟ้าผ่าทำให้ตัวปราสาทหลักได้รับความเสียหายและพังลงมา

หลังถูกปล่อยทิ้งร้างมานาน รัฐบาลเอโดะต้องการจะซ่อมตัวปราสาทซึ่งมีส่วนให้ต้องซ่อมอีกมาก ในปี 1843 รัฐบาลจึงได้เรี่ยไรเงินจากประชาชนในท้องถิ่นเพื่อสร้างคอคอยขึ้นมาใหม่อีกครั้ง

ในปี ค.ศ. 1868 ปราสาทโอซากะถูกล้อมด้วยกองกำลังจักรพรรดิต่อต้านรัฐบาลเอโดะ และตัวปราสาทก็ถูกเผาในสงครามกลางเมืองสมัยการปฏิรูปเมจิ

ต่อมา รัฐบาลเมจิได้ให้ปราสาทโอซากะเป็นคลังแสงผลิตปืน อาวุธยุทธภัณฑ์ และระเบิด เพื่อขยายขีดความสามารถทางการทหารของญี่ปุ่นในตามแบบตะวันตก[3]

ในปี ค.ศ. 1928 ได้มีการสร้างหอคอยหลักขึ้นมาใหม่หลังจากที่เทศบาลเมืองโอซากะสามารถระดมทุนจากประชาชนมาจำนวนมาก

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง คลังแสงกลายเป็นแหล่งผลิตอาวุธยุทโธปกรณ์ที่สำคัญของญี่ปุ่น มีคนงานกว่า 60,000 คน และเป็นเป้าหมายการโจมตีทางอากาศของฝ่ายพันธมิตรด้วย ทำให้ปราสาทโอซากะเสียหายอย่างหนักในช่วงท้ายสงครามเมื่อวันที่ 14 สิงหาคม ค.ศ. 1945 จากการทิ้งระเบิดครั้งใหญ่ คลังแสงเสียหายไปร้อยละ 90 และคนงานเสียชีวิต 382 คน

ในปี ค.ศ. 1995 เทศบาลนครโอซากะเริ่มต้นโครงการบูรณะปราสาทโอซากะอีกครั้ง โดยให้ภายนอกยังคงความเป็นยุคเอโดะ แผนการบูรณะแล้วเสร็จในปี 1997 ตัวปราสาทมีความทันสมัยขึ้นมาก มีลิฟต์ติดตั้งภายในและมีสิ่งอำนวยความสะดวกแบบสมัยใหม่มากมาย