大垣藩（日语：大垣藩／おおがきはん ）是一个位于日本美浓国大垣（现岐阜县大垣市郭町）的藩，藩厅（日语：藩庁）是大垣城。

庆长6年（1601年），石川康通从上总鸣渡（日语：成東城）（现千叶县山武市成东（日语：成東町））2万石加增至大垣5万石，创立了大垣藩。元和2年（1616年），石川忠总（日语：石川忠総）加增至丰后日田（日语：日田藩）6万石，取而代之入主大垣藩的是4万石的下总关宿藩（日语：関宿藩）主松平忠良（日语：松平忠良）。宽永元年（1624年），松平宪良（日语：松平憲良）移封信浓小诸4.5万石，大垣藩主改由丹波福知山藩主冈部长盛担任，5万石。宽永10年（1633年），冈部宣胜（日语：岡部宣勝）移封（日语：転封）至播磨龙野，宪良的表弟松平定纲（日语：松平定綱）从山城淀，以6万石入主大垣，两年后加增至伊势桑名（日语：桑名藩）11万石。

其后，户田氏铁从摄津尼崎5万石，加增至10万石入主大垣，自此户田氏（日语：戸田氏）11代都担任大垣藩主直到废藩置县为止。氏铁在任17年间，打下了藩政的基础，入主后便废除了地方知行（日语：地方知行），改行俸禄制，又在领内实行检地，鼓励开垦新田（日语：新田），使石高增加了1.3万石。另外，他也确保年贡（日语：年貢）和租课役，又实施劝农（日语：勧農）政策，增强了大垣藩农业生产力。宽永14年（1637年）11月，他曾经与老中松平信纲一同出征岛原。死后，继任的户田氏信（日语：戸田氏信）遵从其父的遗愿，将新田得来的1.3万石中的5千石分给弟弟户田氏利（氏亲），另外两名弟弟户田氏经、户田氏照（氏好）则各得4千石。宽文12年（1672年）至延宝2年（1674年）期间，完成了藩法《定帐》。延宝8年（1680年），大垣藩由于陷入财政困难的情况，户田氏西（日语：戸田氏西）解雇了部分家臣，其后户田氏英（日语：戸田氏英）在延享4年（1747年）也解雇了177人。元禄元年（1688年），户田氏成（日语：戸田氏成）继承了祖父氏经的6200石以及氏定分知（日语：分知）的3000石，加上新田的石高，达到1万石，成立了支藩（日语：支藩）大垣新田藩（日语：大垣新田藩）。

安永8年（1779年），大垣藩的债务日益严重，户田氏教（日语：戸田氏教）将家臣的知行（日语：知行）减半（半知），并且命令他们上缴其中的四分之一，也停止了兑换银札。其后，他更削减了中间（日语：武家奉公人）的切米（日语：蔵米），并且多次颁布俭约令（日语：奢侈禁止令），并且在领内筹集了大量资金。宽政7年（1795年），他着手招募人材来进行改革，压制工商业发展的同时，强化了对农民的支配，一度改善了大垣藩的财政问题。不过这只是昙花一现，进入19世纪后大垣藩的财政问题变得极度严重，户田氏正（日语：戸田氏正）在天保12年（1841年）命令500石以上的家臣半知，并且上缴其中的四分之一，500石以下则半知，并且加倍借取切米取（日语：蔵米知行）来削减家臣的俸禄，又多次颁布俭约令，命令农民在农业方面加倍努力，然而却效果不彰，愈见严峻。嘉永3年（1850年），氏正雇用了改革派的小原铁心（日语：小原鉄心）来改革藩政和军制，鼓励节省，并且实施了减俸和设置劝农方等强硬措施来整顿财政。黑船来航后，氏正让铁心等人学习西洋炮术（日语：砲術），在安政3年（1856年）获江户幕府批准改革军制，自此洋学开始在大垣藩流行起来。另外，在延享3年（1746年）时，共约1千石的幕府领池田郡（日语：池田郡）粕河原新田（现岐阜县池田町粕原（日语：粕河原村））和池田野新田（现岐阜县池田町池野（日语：池野村 (岐阜県)））成为了大垣藩的预地（日语：預地），其后在宽延3年（1750年）之后逐渐增加，直至幕末为止预地的石高达到了4.5万石左右。庆应元年（1865年）11月，户田氏共（日语：戸田氏共）作为长州征讨的先锋补给的护卫，进军安艺国，翌年9月才重返大垣。鸟羽伏见之战爆发后，原本是幕府军的大垣藩，在以铁心为中心讨论后决定勤王，获任命为东山道镇抚先锋，成功攻占了会津若松城。战后获赐予赏典禄（日语：賞典禄）3万石。1871年7月14日，废藩置县，大垣藩改组为大垣县后不久于同年11月22日并入至岐阜县。

根据明治初年的《旧高旧领取调帐（日语：旧高旧領取調帳）》，大垣藩的领地如下，由于相给的关系，下列的领地并不一定全部区域皆由淀藩管治，也有天领、他藩领、寺社领（日语：寺社領）或旗本领等共同管治的可能性。另外，大垣藩也领有幕府领预地101处，分布于厚见郡（12村）、石津郡（5村）、多艺郡（11村）、不破郡（20村）、安八郡（16村）、池田郡（1村）、大野郡（6村）、本巢郡（23村）、席田郡（1村）和方县郡（6），石高约6.5万石：