1749(寛延2)年に創立された。1782(天明2)年に徳川宗睦によって再興され、翌年にに開校。細井平洲が初代督学(校長)となり、岡田新川，石川香山，冢田大峯，細野要斎ら儒学者が後を継いだ。藩士の子弟だけでなく、農民や町人にも儒学や国学を教えた。初期の生徒数は約50名だったが、後に約500名まで増加している。
　1785(天明5)年に聖堂が設けられ、1787(天明7)年から復刻を行った『群書治要』などの漢籍は明倫堂版と呼ばれ、木活字版が多い。幕末の改革期には鷲津毅堂や小永井小舟らが督学に就いた。
　明治時代初頭には各藩校でも教育改革の動きが始まり、1869(明治2)年11月に明倫堂を｢学校｣と改称し、督学を廃するとともに学科や教授職種の改革が行われた。行政機構が整い、1871(明治4)年7月に教育行政を担う文部省が設立されると、同月に廃校に至り、1875(明治8)年には跡地に名古屋城内から名古屋東照宮，那古野神社が移された。
　のちに、1899(明治32)年に明倫中学校として復活し、愛知県立明和高等学校として現在に至る。