En 1461, le poète François Villon fut emprisonné au château sur ordre de l’évêque d’Orléans.
Au début du XVIe siècle, un bâtiment fut édifié au nord, avec une tour de pont-levis.
Lors des guerres de Religion, le château de Meung-sur-Loire fut laissé à l’abandon, et ce jusqu’au début du XVIIIe siècle.
En 1706, la transformation en résidence d’agrément et le remaniement des parties des XIIIe au XVIe siècle furent engagés. Les résultats furent la grande façade sud-ouest encadrant une cour d’honneur et la construction de l’aile sud.
À partir de 1771, le château fut décoré avec faste.
À partir de 1784, une chapelle fut construite et le parc aménagé à l’anglaise. Un pavillon de musique octogonal, une orangerie et une glacière furent construits dans le parc.
Lors de la Révolution française, le domaine fut vendu comme bien national et acheté par la famille Le Couteulx du Molay qui le conserva jusqu’en 1859, pendant trois générations.
Le château et son parc furent classés monuments historiques en 1988.