Dvaras minimas nuo 1596 metų. XVII a. - dvaro savininkas Tomašas Sapiega. XIX a. pr. - N.Dambrovskis, nuo 1819 m. - teismo sprendimu dvaras buvo padalintas A.Lappo, Šachnoms ir Hrinevičiūtėms.

Nuo 1850 m. iki 1939 m. Lentvario apylinkės ir dvaras priklausė grafams Tiškevičiams, kurie 1855–1865 m. čia pasistatė anglų neogotikos stiliaus rūmus, prie jų sodino didelį parką, įrengtą pagal žinomo prancūzų kraštovaizdžio architekto Eduardo Andrė projektą: čia vyravo vietiniai ir užsienietiški medžiai (maumedžiai, pilkieji riešutmedžiai, sidabriniai ir Švedlerio klevai ir kt.). 1891 m. dvarą paveldėjęs Vladislovas Tiškevičius rekonstravo rūmus, vėliau jie įgavo dabartinę angliškos gotikos išvaizdą. Rekonstrukcijos autorius architektas Tadeusz Maria Rostworowski. Paskutiniu dvaro savininku 1936 m. tapo grafas Steponas Eugenijus Marija Tiškevičius, kuris dvarą valdė iki 1939 m.

Nuo 1957 m. buvusiuose grafų rūmuose įsikūrusi Lentvario kilimų fabriko administracija (dabar AB „Kilimai“ ir UAB „Lentvario kilimai“).

2007 m. dvarą įsigijo verslininkas Laimutis Pinkevičius. Šiuo metu verslininkas yra bankrutavęs, o Lentvario dvaras - nuo 2007 m. įkeistas bei nuo 2012 m. areštuotas. Yra planų Lentvario sodybą nacionalizuoti.