En 1444, Charles VII fit de  Montils-lez-Tours (qui prit plus tard le nom de Plessis) une résidence royale. Son fils, Louis XI, acheta la propriété en 1463 dans la perspective d’y construire une nouvelle demeure avec aménagement de nouveaux bâtiments et construction de cachots. Le lieu devint la résidence préférée de Louis XI qui fit installer le premier atelier de soierie de Tours, aménagea des volières et un chenil. 
Louis XI mourut à Plessis-lez-Tours en 1483.

Son fils, Charles VIII, ainsi que le successeur de ce dernier, Louis XII, y séjournèrent. A l’occasion des États généraux de 1506 fut décidé le mariage de Claude de France, fille de Louis XII, avec François d’Angoulême, futur François Ier.

François Ier, Claude de France, Catherine de Médicis, Charles IX et Henri III furent des hôtes réguliers de Plessis-lez-Tours.

C’est à Plessis-lez-Tours qu’en 1589, suite à l’assassinat du duc de Guise, eut lieu la réconciliation entre Henri III et le futur Henri IV dans la perspective d’affronter la ligue catholique. 

La cour abandonnant graduellement la Touraine, le château de Plessis-lez-Tours déclina.
Le bâtiment fut aux trois-quarts détruit en 1796.
De nos jours, le château abrite une compagnie théâtrale depuis 1998.
Du château, n’existe plus qu’un corps de logis rectangulaire, flanqué à l’ouest d’une tour d’escalier.

On y trouve encore des cages métalliques suspendues (*) utilisées comme cellules de prison dans lesquelles les captifs ne pouvaient pas se tenir debout. 

(*) : ces cages furent surnommées à tort « les fillettes », terme qui désignait en fait les fers et les chaînes dont se servait Louis XI pour enchaîner ses prisonniers politiques.