天正18年（1590年）の小田原征伐後、真田信之は沼田城を継承して本拠とした。慶長2年（1597年）頃には五層の大天守を築くなど城郭を大々的に整備し、関ヶ原の戦い後も上田藩主を兼ねながら約25年にわたり沼田領を治めた。