Dvaras minimas nuo 1684 m. Nuo XVII a. pabaigos Joniškėlio dvaras priklausė Karpiams.

Gausioje Joniškėlio dvarininkų Karpių giminėje būta visokiausių žmonių. Pavyzdžiui, Ignotas Karpis (1780–1808) testamente įrašė, kad dalis dvaro pajamų būtų skiriama ligoninei ir mokyklai išlaikyti. Joniškėlio ligoninė tapo pirmąja kaimo ligonine Lietuvoje, o Narteikiuose įkurta Joniškėlio parapinė mokykla – pirmąja šio tipo mokykla Lietuvoje, kur valstiečių vaikus imta mokyti žemės ūkio pagrindų, žinias siejant su gamybine praktika tam tikrame paskirtame plote. Karpių giminėje būta ir tokių, kurie nuslėpė Igno Karpio testamento teiginį, kad jo dvarų valstiečiai, nors ir negavę žemės, paleidžiami iš baudžiavos.

Karpių klestėjimo laikais XIX a. Joniškėlis nurodomas kaip vienos didžiausių Kauno gubernijoje dvarų valdų centras, kuris kartu su valdomais kaimais sudarė 47984 dešimtinių žemės plotą su 9604 valstiečiais. 

Dvaro pagrindiniame pastate veikia muziejus, atidarytas 9-13 val. kasdien, išskyrus sekmadienius ir pirmadienius.