築城年は定かではないが、1536(天文5)年の花倉の乱で実権を握った今川義元が翌年に西の守りとして築いた城と推測される。初代城主は関口氏録という。
　1568(永禄11)年、甲斐の武田信玄は、桶狭間の戦いで義元が討たれ勢いを失った今川領国に侵攻を開始し、1570(永禄13)年正月、大原資良(小原鎮実と同一人物とされる)らの立て籠もる花沢城を攻撃した。信玄は城を見下ろす高草山中腹に布陣し、武田勝頼,武田信廉,長坂長閑らが攻め入った。城兵は奮戦したが14日目に降参し開城、大原資良は遠江の高天神城の小笠原長忠を頼り退去した。しかし、資良(鎮実)は過去に三河で徳川家康に内通した国人達を串刺しにし宇津山城を拠点として反今川方の国人衆を攻めた人物であり、小笠原長忠は入城を断ったため資良は自害したと伝わる。花沢城はこの戦いによって廃城になったと考えられる。
　信玄は、同年さらに長谷川正長が守る徳一色城(のちの田中城)を落とし、志太平野を掌握したが、ほぼ1年後には死去する。
　花沢城は、高草山から南東に突出した標高150m,比高100mの独立丘陵上に立地し、城域は南北約450m,東西約240m。山頂部に一の曲輪(幅29ｍ×長さ65m)と二ノ曲輪(幅28m×長さ66m)を配置し、周囲の尾根に沿って腰曲輪や堀切を複数設けている。南端には出丸(八の曲輪)がある。