丸亀藩3代藩主の高或が3歳で藩主となったため、庶兄である高通を後見人として幕府に分封を願い出た。1694年（元禄7年）1万石の分封が認められ、多度津藩が成立した。後見人とはいえ高通自身も4歳での封襲であったため、陣屋は構えず、丸亀城内に居館を置いた。高通は1711年（正徳元年）になって実質的に多度津藩主として政務を執った。その後、3代高文まで丸亀城内に居住した。
4代高賢は1827年（文政10年）3月、幕府に陣屋の建設を願い出て認められ、その年11月に陣屋を構えた。
1871年（明治4年）廃藩置県により倉敷県となる。その後、名東県を経て香川県に編入された。
