Avant 1239, les comtes de Bourgogne donnent la terre de Moncley en fief aux sires d’Apremont et cette famille la conserve pendant près de 300 ans. Une maison forte est construite, elle est qualifiée de « fourteresse » en 1384.
En 1578, après plusieurs années d’acquisitions, Louis de La Tour, est désormais à la tête de la plus grande partie de la seigneurie de Moncley. Il fit raser l’ancienne maison forte pour la remplacer, au bord de la falaise dominant l’Ognon, par un château fortifié doté d’un mur d’enceinte percé de deux portes et précédé d’un fossé.
Ce château, rasé en 1867, comportait quatre tours rondes dont l’une de six étages côté falaise avec prison, chapelle, chambres et deux tours carrées. L’enceinte abritait deux puits, un jardin, une grande écurie pour quarante chevaux, une grange, un grenier assez vaste pour deux cents chariots de foin et deux corps de logis dont le principal, où logeait le seigneur, dominait à pic la falaise.
En raison de la ruine de Louis de La Tour, c’est son neveu, François de La Tour Saint‑Quentin (1557-1627) qui, en 1608, acquiert la seigneurie et le château puis les transmet à sa descendance jusqu’en 1660, date à laquelle ils passent aux Blictersvich puis, de 1728 à 1765 aux Belot, aux Briot de 1765 à 1777 et enfin, à partir de 1777, aux Terrier-Santans et à leur descendance.