Édifié au pied d’une colline couverte de vignes, il est vraisemblable que le château de Chareil-Cintrat ait été à l’origine, une forteresse médiévale, appartenant aux sires de Bourbon, puis à une famille éponyme du lieu attestée dans les textes au XIVe siècle.
Au milieu du XVIe siècle, apparaît Claude Morin, Contrôleur Ordinaire des Guerres qui passe pour avoir été le commanditaire des grands travaux d’embellissement du château. Ceux-ci consistèrent non seulement en l’adjonction d’éléments décoratifs d’inspiration italienne comme les peintures, mais aussi en une restructuration de l’édifice avec un escalier central à quatre volées droites voûtées en berceau continu. Des cheminées richement décorées agrémentèrent les pièces du château.
L’ensemble de la décoration sculptée fut organisée selon un strict respect de l’étagement des ordres architecturaux, issu de l’époque gréco-romaine. Cette caractéristique fait du château de Chareil un monument de la seconde Renaissance française.
En 1589, à la fin des guerres de Religion, les protestants assiégèrent l’édifice sans que le bâtiment en souffre.
En 1752, la propriété passa par mariage dans la famille Langlois de la Ramentière qui la conserva jusqu’en 1815, date à laquelle elle fut vendue à la famille Thonnier.
À la Première Guerre mondiale, les aciéries Schneider firent l’acquisition du monument mais ne l’occupèrent jamais.
En 1958, après plusieurs décennies d’abandon, l’édifice fut acquis par l’État et classé parmi les monuments historiques. De gros travaux de restauration commencèrent alors. Les architectes des Monuments historiques s’employèrent tout d’abord à rétablir la structure de l’édifice, avant de s’occuper dès 1973 de la restauration des peintures.