土佐藩的历史可以追溯至
战国时期末期，当时该地区由长宗我部氏统治。在
关原合战后，由于
长宗我部盛亲加入西军，其领地被剥夺，转交给了
德川家康的爱将
山内一丰。山内一丰原本的领地位于
远江国的
挂川城，石高为6.9万石，但在接管土佐国后，其石高增加至20万石。山内氏自此开始了对该地区的长期统治，直至明治时代。在此期间，尽管领主家族更迭，但由于实行了一领具足制度，许多长宗我部氏的旧臣仍然留在当地。为了稳定局势，山内系的武士占据了
高知城的核心位置，而旧臣则被安排在外围。这一双层治理结构直到
幕府末年才有了一些改变。土佐藩的财政状况在江户时代的中期有所改善。然而，宝暦年间，由于农民反抗高税收和高利率贷款，导致人口流失，财政再次受到影响。后来，山内豊雍推行了以节俭为主导的藩政改革，使得情况略有好转。但是，到了山内丰熙执政时期，由于改革派的失败，藩政再次陷入困境。幕府末年，
山内丰信上台，他采取了强硬的藩政改革措施，这引起了保守派和乡士的反对。在安政大狱事件中，山内容堂被迫隐居，随后发生了土佐勤王党的暗杀事件。山内容堂复出后，对勤王党进行了严厉的镇压。在这段时间里，一些重要的人物涌现出来，包括
吉田东洋、
后藤象二郎、干退助、
岩崎弥太郎、
坂本龙马和
中冈慎太郎等人。坂本龙马提出了
大政奉还的想法，通过后藤象二郎向
德川庆喜进谏，最终结束了
江户幕府的时代。土佐藩在这一历史转变中扮演了关键角色，与其他三个藩一起被称为“萨长土肥”。明治四年（1871年）开始实施废藩置县政策，土佐藩被改设为
高知县。山内家族在明治十七年（1884年）被授予华族令侯爵称号。
土佐藩的历任藩主均来自山内家，他们持有不同的官位和官职。这些藩主包括
山内一丰、山内忠义、
山内忠丰、山内豊昌、山内豊房、山内豊隆、山内豊常、山内豊敷、山内豊雍、山内豊策、山内豊兴、山内豊资、山内豊熙、山内豊惇、山内豊信和山内豊范。
中村藩是土佐藩的一个支藩，成立于明暦二年（1656年），由山内忠义的次子山内忠直建立。该藩在江户时代初期至中期存在了3代、33年的时间。最初的藩主是
山内康丰及其子山内政豊，他们在未立藩前就已经积累了2万石的政绩。第三代藩主山内豊明因拒绝接受更高的职位而被废藩。
新田藩也是土佐藩的一个支藩，成立于安永九年（1780年），由中村藩的后代山内豊产分割了1.3万石的领地而成。新田藩的藩主无需参加参勤交代，属于定府大名。该藩共传袭了六代，持续了九十年，直到明治三年（1870年）重新归并于土佐藩。