徳川家康の長男。２代将軍・徳川秀忠の兄。母は今川氏の重臣・関口義広（別称を氏広・親永）の娘（築山殿）。
永禄２年（１５５９）３月６日、父・家康（当時は松平元康と称していた）が今川氏の人質として過ごしていた駿河国府中（駿府）で生まれる。幼名は竹千代。通称は次郎三郎。長じて三河国岡崎城に移ってからは岡崎三郎とも呼ばれた。
家康が永禄３年（１５６０）５月の桶狭間の合戦を機に自立を果たしたのちも、未だ今川氏の人質として駿府に留められていたが、永禄５年（１５６２）２月に行われた人質交換によって母や妹とともに岡崎の家康のもとに帰還した。
永禄６年（１５６３）３月に織田信長の娘・五徳姫と婚約し、永禄１０年（１５６７）５月に結婚。
元亀元年（１５７０）に元服、信長の一字を与えられて信康と名乗り、同年に家康が遠江国浜松城に移ったあと、岡崎城主となる。
天正３年（１５７５）９月に徳川軍が遠江国で武田軍と対峙し、退陣するおりには殿軍を引き受けてこれを見事に果たす（小山城の戦い）など、父の家康にも勝る剛勇の誉れが高く、将来を嘱望されていた。また、家康の情愛の薄かった弟・於義丸（のちの結城秀康）を、手を尽くして家康に引き合わせて正式に家康の子として認めさせるなど、人望も厚かった。
しかし関口氏が家康と不和のことと、信長から信康が武田勝頼に通じていると迫られ、この嫌疑に抗しきれなかった父に自害を命ぜられた。
天正７年（１５７９）９月１５日、遠江国二俣城で自害した。享年２１だった。法名は騰雲院殿達岩善道大居士。
このときの介錯役は『鬼の半蔵』と呼ばれた服部正成（半蔵）だったが、その半蔵でさえ涙を流したという。