越後国（新潟県上越市）出身。高田藩士の関野峻節、やゑ（共に同墓）の二男として生まれる。姓の旧字は關野。1883(M16)家督を相続す。
1895(M28)工科大学造家学科卒業。翌年より東京美術学校講師となる。また内務省嘱託として古社寺保存計画に参与し、辰野金吾の下で日本銀行本店建築の仕事も手伝った。次いで奈良県技師となり、傷んだ古い寺院建築の修理を始めると同時に、県下をくまなく調査して80余棟の文化財候補建築のリストを作成。同県の古社寺建築の修理・研究に従事。大阪における日本生命保険会社本社の設計にも従事した。
1901 工科大学助教授に任ぜられ内務省や文部省、造神宮技師を兼任し、'02.6 朝鮮へ出張を命ぜられ、朝鮮の古美術・古蹟の調査をして以後、楽浪郡治址(らくろうぐんちし)を確定した。
'05 法隆寺が高麗尺で建てられていることを発見し、法隆寺金堂塔婆や中門非再建論を発表。これにより喜田貞吉と「法隆寺再建非再建論争」を展開した。'07 中国山東省の建築的遺跡を調査。天竜山の石窟寺院を発見。'08 平城宮址を発見(1889)したことをまとめた「平城京及び大内裏考」の研究発表により工学博士となる。
同年、韓国度支部より古建築調査に関する調査を嘱託され、朝鮮半島を踏査して大量の建築と遺跡を確認した。'11頃からは、朝鮮半島で高句麗時代や三国時代の古墳の本格的な発掘調査を開始した。'15(T4)始めて朝鮮古蹟図譜第1冊を編纂し、以降15冊を公刊。'17 これらの功績に対し、フランス学士院から金石学及美文学院よりスタニスラス・ジユリアン賞が贈られた。
この間、'12 基肄城跡を確定し、'17 屋嶋城跡を発見。調査研究に導入した技術や遺構・遺物の様式論は、その後の日本考古学に多大な影響を残した。
'18 建築史研究の中国、インド、イギリス、フランス、イタリアの諸国に留学。中国山西省の仏教遺跡、天龍山石窟を発見した。'20 帰国して東京帝国大学教授に就任。引き続き、内務省と文部省の技師を兼任し、古社寺保存会委員、史蹟名勝天然紀年物調査会臨時委員、学術研究会議員等被仰付を歴任。'28(S3)依願本官を免ぜられ、翌年、東京帝国大学名誉教授の称号を授けられた。
'29.4 東方文化学院東京研究所の設立され評議員となり、併せて研究員として支那歴代帝王陵の研究に従事し、'33 その研究を完了した。次いで、遼金時代の建築の研究や、熱河の諸建築の研究を行った。更に日満文化協会評議員も務めた。
日本・朝鮮・中国の建築史にとどまらず、工芸史、都城史、古墳学、彫刻史、陵墓史、さらに石碑の歴史まで、広く美術史・考古学の大家として、その研究業績の学界に及ぼした影響は極めて大きく、美術史界の先覚者と称された。書籍としては、前述した朝鮮半島や中国の文化財を収めた『朝鮮古蹟図譜』全15冊、『支那文化史蹟』全12冊その他、総計約70点、論文総数約400点、主要論文を集めた著作集が4冊という膨大な調査研究を著した。病を得て急逝。従3位 勲3等。享年67歳。
＜コンサイス日本人名事典＞
＜日本美術年鑑＞
＜東京大学総合研究博物館ニュース Ouroboros 第27号＞
＜人事興信録＞
＊墓石前面「関野家之墓」。右側に墓誌は母のやゑ(弘化2.8-S4.6.23)から刻みが始まり、次に関野喜七ら他十九名が「昭和五年六月二十二日埋葬」と刻む。15才で亡くなった萬壽子の次に関野貞、行年は68才と刻む。妻は きよ(M15.8-S51.9.19)。きよ は東京出身。父は長州藩士で内務官僚、元老院議官を務めた中村孝禧の4女。関野貞の弟の関野謙三(M8.10-S13.4.2)、謙三の妻の純子、弟の関野長(M14.7-S41.9.16)、長の妻の勝子が刻む。また長男の関野克(M42.2.14-H13.1.25)、克の妻は和子も同墓に眠る。
＊関野貞と きよ との間に3男4女を儲ける。長男の関野克（まさる）は父と同じ建築史学者の道を歩み文化功労者になっている。二男の関野雄（たけし）は考古学会会長も務めた考古学者。三男の達は化学者の足立訒の養子となった。
第４８８回 数々の建築遺跡の発見 美術史界の先覚者 関野貞 お墓ツアー
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