แคว้นพะเยา หรือ นครรัฐพะเยา เป็นนครรัฐอิสระในจังหวัดพะเยา ตั้งอยู่ใกล้แม่น้ำอิงซึ่งไหลลงมาจากเทือกเขาผีปันน้ำ เป็นอาณาจักรร่วมสมัยเดียวกับยุคปลายของหิรัญนครเงินยางเชียงแสน
แคว้นพะเยาเจริญรุ่งเรืองสูงสุดในรัชกาลพญางำเมือง เคยขยายอำนาจปกครองนครรัฐน่านระยะหนึ่ง ทั้งยังมีความสัมพันธ์อันดีกับอาณาจักรล้านนา และอาณาจักรสุโขทัย แต่ภายหลังในช่วงปี พ.ศ. 1877-1879 พะเยาถูกผนวกเข้ากับล้านนาในสมัยพญาคำฟูที่เข้าปล้นพะเยาจากความร่วมมือของนครรัฐน่าน
แคว้นพะเยา เกิดจากการขยายตัวของราชวงศ์ลาวที่แยกตัวออกมาเพื่อสร้างเมืองใหม่ สันนิษฐานว่าประมาณพุทธศตวรรษที่ 17 โดยพญาลาวเงินแห่งเมืองเงินยางได้ส่งเจ้าราชบุตรนามขุนจอมธรรมสร้างเมืองพะเยาและปกครองในฐานะนครรัฐอิสระไม่ขึ้นกับใคร มีความสัมพันธ์อันดีกับเมืองเงินยางในฐานะญาติและพันธมิตร
แคว้นพะเยา เริ่มมีบทบาทโดดเด่นขึ้นต้นพุทธศตวรรษที่ 19 กษัตริย์นาม "พญางำเมือง" กษัตริย์พระองค์ที่เก้า เป็นพระสหายของพ่อขุนรามคำแหง และพญามังราย ทั้งสามพระองค์ได้ร่วมมือกันทำสัญญาสามกษัตริย์ในปี พ.ศ. 1830 เพื่อต่อต้านการขยายตัวของจักรวรรดิมองโกล ทั้งที่ก่อนหน้านี้พญามังรายเคยยกทัพไปเมืองพะเยาในปี พ.ศ. 1819 แต่ไม่ได้รบกันแต่กลับมีการเจรจากัน สรัสวดี อ๋องสกุลได้สันนิษฐานว่าเป็นเพราะ "...ความเป็นสหายและความเข้มแข็งของพญางำเมืองในขณะนั้นเป็นอุปสรรคยึดเมืองพะเยา" ด้วยความเข้มแข็งดังกล่าวพญางำเมืองได้ขยายอำนาจและยึดครองนครรัฐน่านโดยส่งพระชายาและราชบุตรไปปกครอง ถือเป็นยุคที่พะเยาเจริญรุ่งเรืองสูงสุด
หลังสิ้นรัชกาลพญางำเมือง ท้าวคำแดงได้ครองเมืองสืบต่อ ยังคงสัมพันธ์อันดีกับล้านนา และเคยช่วยพญาไชยสงครามปราบขุนเครือ และหลังจากการปราบกบฏก็ได้ขอนางแก้วพอตาธิดาพญาไชยสงครามให้เสกสมรสกับท้าวคำลือ กษัตริย์พะเยาองค์สุดท้าย แต่แล้วในปี พ.ศ. 1877-1879 ล้านนาในสมัยพญาคำฟูทรงประสบความสำเร็จในการปล้นเมืองพะเยาจากความร่วมมือของนครรัฐน่าน เพราะเป็นการดีต่อล้านนาที่เมืองเชียงรายจะปลอดภัยจากพะเยา และตั้งเมืองพะเยาเป็นฐานอำนาจที่จะขยายลงไปสู่นครรัฐแพร่ และน่านต่อไป
หลังสิ้นเอกราช เมืองพะเยาปรากฏความสำคัญในฐานะส่วนหนึ่งของล้านนาในรัชสมัยพญาสามฝั่งแกน เพราะได้ส่งขุนนางที่มีฐานะเป็นอา ช่วยเหลือให้พระองค์ครองราชย์มาปกครองพะเยา และตอบแทนความชอบด้วยการกำหนดตำแหน่งเจ้าเมืองพะเยาเป็น "เจ้าสี่หมื่น" และในรัชสมัยพระเจ้าติโลกราช ทรงให้ความชอบแก่พระยายุทธิษฐิระ อดีตเจ้าเมืองสองแควผู้มาสวามิภักดิ์ให้การยกให้ครองพะเยา แต่กาลต่อมาเมือล้านนาได้ยึดครองนครรัฐแพร่ และน่านแล้ว เมืองพะเยาจึงถูกลดบทบาทลง
ด้วยความที่พะเยาเป็นผลจากการขยายตัวของเมืองเงินยางที่ขยายลงมายังที่ราบลุ่มเชียงราย-พะเยา เป็นดินแดนที่เรียกว่า "โยนก" ที่มีประชากรเป็น ไทยวน ด้านการตั้งถิ่นฐานจะกระจายตามแอ่งหรือที่ราบลุ่มแม่น้ำเป็นแนวยาวตามลำน้ำอิง เมื่อขุนจอมธรรมตั้งเมืองพะเยา ได้รวบรวมไพร่พลจากหัวเมืองต่าง ๆ ได้ 80,000 คน แบ่งเป็น 36 พันนา นาละ 500 คน ชุมชนที่เกิดขึ้นในระยะแรก ๆ เป็นชุมชนเล็ก ๆ แยกกันอยู่เป็นแห่ง ๆ มีผู้นำชุมชนในนามของเจ้าผู้ปกครอง การตั้งชุมชนบ้านและเมืองได้พัฒนาจากถิ่นฐานที่อยู่ของชนเผ่าพื้นเมืองที่มีวัฒนธรรมด้อยกว่า ผสมผสานกับวัฒนธรรมต่างถิ่นที่เจริญกว่า
ทั้งนี้แคว้นพะเยาแต่เดิมนับถือผี ต่อมาพญางำเมืองได้มีศรัทธารับคติพุทธศาสนาจากหริภุญชัยมาประดิษฐานในแคว้น หลังการรับพุทธศาสนาจึงมีการสร้างพระพุทธรูปหินทรายและศาสนาวัตถุอื่น ๆ กษัตริย์ทรงนับถือศาสนาพุทธ และตั้งพระองค์ตามหลักทศพิศราชธรรม
จากการขยายตัวของราชวงศ์ลาวที่ขยายตัวลงมาตามที่ราบลุ่มเชียงราย-พะเยา ทั้งนี้ตัวเมืองพะเยาตั้งอยู่บนลุ่มน้ำอิงที่ไหลลงสู่กว๊านพะเยา เป็นที่ราบปลายภูเขาที่มีชื่อเรียกตามตำนานว่า "ภูยาว" ต่อมาได้กลายเป็นคำว่า "พยาว" และเป็น "พะเยา" ที่ตั้งเมืองมีความอุดมสมบูรณ์ เพราะมีแหล่งน้ำสองแหล่งคือ แม่น้ำอิงและกว๊านพะเยา และเป็นที่ราบกว้างใหญ่เหมาะสมแก่การตั้งเมือง
เมื่อขุนจอมธรรมมาตั้งเมืองพะเยา เวียงแห่งแรกมีผังเมืองเป็นรูปน้ำเต้าเรียก "เวียงน้ำเต้า" ต่อมาในสมัยพญาสิงหราชได้มีการขยายชุมชนออกมาทางกว๊านพะเยาเพราะใกล้แหล่งน้ำเป็นเวียงรูปสี่เหลี่ยมเรียก "เวียงลูกตะวันตก" และถือว่าเวียงทั้งสองเป็นเวียงแฝด ทั้งยังเป็นเวียงหลักของพะเยา นอกจากนี้ยังมีเวียงบริวาร ได้แก่ เวียงพระธาตุจอมทอง, เวียงปู่ล่าม, เวียงหนองหวี และเวียงต๋อม
แต่อย่างไรก็ตามแคว้นพะเยามีข้อจำกัดด้านที่ตั้ง เพราะแวดล้อมไปด้วยเขาสูง พะเยาจึงเป็นเมืองเล็กและค่อนข้างปิด มีเพียงทางตะวันออกเฉียงเหนือที่สามารถติดต่อกับเมืองเชียงของและเชียงรายได้สะดวก ส่วนทิศตะวันตกเป็นเทือกเขาสูงติดกับอำเภอวังเหนือ ด้านใต้ต่ออำเภองาวด้วยเขาสูง ส่วนตะวันออกติดกับนครรัฐน่านที่เต็มไปด้วยขุนเขาเช่นกัน ด้วยข้อจำกัดดังกล่าวทำให้นครรัฐแห่งนี้เจริญรุ่งเรืองเพียงช่วงแรก ๆ เท่านั้น ก่อนที่จะถูกผนวกเข้ากับอาณาจักรล้านนาในกาลต่อมา
แคว้นพะเยามีความสัมพันธ์กับแคว้นเงินยางด้วยมีปฐมกษัตริย์มาจากเมืองเงินยางดังกล่าว การดำเนินการระหว่างสองรัฐจึงเป็นเป็นในฐานะเครือญาติ เมื่อมีศึกสงครามทั้งสองรัฐก็จะช่วยกันปกป้องบ้านเมือง อาทิ ตำนานพื้นเมืองเชียงใหม่ กล่าวถึงขุนเจืองครองเมืองพะเยาได้ไปช่วยเมืองเงินยางปราบแกว หลังจากทำสงครามไล่แกวแล้ว ขุนเจืองจึงขึ้นครองเมืองเงินยางสืบมา หรือกรณีของพระชายาของพญางำเมืองคือ นางอั้วเชียงแสน จากชื่อแสดงให้เห็นว่า นางอั้วเป็นธิดาจากเมืองเชียงแสน นั่นคือพะเยาและเงินยางมีความสัมพันธ์ทางเครือญาติที่แนบแน่นผ่านการเสกสมรส ด้วยเหตุนี้แคว้นเงินยางจึงเป็นทั้งพระสหายและพระประยูรญาติสนิทสืบเนื่องหลายชั่วอายุคน
พญางำเมืองได้มีสัมพันธภาพกับพญามังรายแห่งล้านนา โดยใน พงศาวดารเมืองเงินยางเชียงแสน ได้ระบุว่า พญางำเมืองกับพญามังรายเป็นสหายกันมาแต่รุ่นปู่ การเป็นพระสหายของสามกษัตริย์ทำให้เกิดการป้องกันภัยจากการรุกรานของมองโกล ด้วยการทำสนธิสัญญาสามกษัตริย์ในปี พ.ศ. 1830 ทั้งที่ก่อนหน้านี้พญามังรายเคยยกทัพไปเมืองพะเยาในปี พ.ศ. 1819 ซึ่งไม่ได้รบกันแต่กลับมีการเจรจากัน
แม้พะเยาและล้านนาจะมีการเสกสมรสเพื่อสร้างความสัมพันธ์เครือญาติกัน ดังกรณีของนางแก้วพอตาธิดาพญาไชยสงครามกับท้าวคำลือ กษัตริย์องค์สุดท้ายของพะเยา แต่พะเยาก็ถูกล้านนาหักหลังในสมัยพญาคำฟูที่ได้รับความร่วมมือกับนครรัฐน่าน และหลังจากนั้นเป็นต้นมาพะเยาจึงตกเป็นส่วนหนึ่งของล้านนามาแต่นั้น