La famille Feydeau, grande lignée de parlementaires parisiens, acquiert en 1608 les terres de Brou et une partie de La Villeneuve-aux-Ânes (le long de la route de Chelles à Lagny). On ignore la date exacte de la construction du château - les archives ont été en partie détruites par les Prussiens en 1870 - mais l'élévation des premières pierres remonterait à la fin du XVIIe siècle.
La forme actuelle du château a été conçus par Paul Esprit Feydeau de Brou (1682-1767) qui fut sans doute le plus célèbre de sa famille. Au cours d'une brillante carrière qu'il acheva comme Garde des Sceaux du roi Louis XV, il obtint le titre de marquis en 1761.
Le château classé monument historique en 1984, est la propriété de la famille Thiébaut depuis 1844. Il est toujours entouré d'un parc à l'anglaise d'une douzaine d'hectares et de bois sur plus de 20 hectares.
Il est régulièrement utilisé comme lieu de tournage pour le cinéma et la télévision, et n'est ouvert au public que lors des Journées européennes du Patrimoine.