Un château fut édifié vers le XIIe siècle, mais les premières traces remonteraient en 1010. Il fut reconstruit et fortifié fin XVe par Jean de la Châtre vers 1413 à la demande du duc de Jean de Berry.

Claude de La Châtre (mort en 1499) est seigneur de Nançay, capitaine du château de Charlus (1469), conseiller et chambellan du roi (1475), capitaine des gardes du corps du roi (sous Louis XI et Charles VIII : 1479-1490), chevalier de Saint-Michel.

Il est  modifié au XVIe siècle par la même famille.

Le comte de Nançay, Claude-Louis de La Châtre ; devenu duc, fut un militaire et homme politique entre 1745 et 1824 y vécut.

En 1855 Léon Pépin Le Halleur, manufacturier de porcelaine à Vierzon restaure le château dans un style néo XVIe siècle selon des plans de Georges Rouget.

Alain-Fournier, demi-pseudonyme d'Henri-Alban Fournier, né le 3 octobre 1886 à La Chapelle-d'Angillon dans le Cher et mort au combat le 22 septembre 1914 (à 27 ans) à Saint-Remy-la-Calonne, est un écrivain français, dont l’œuvre la plus célèbre est Le Grand Meaulnes. Le Grand Meaulnes décrit en partie le village de Nançay, dont une maison de famille ( cousins ) est à proximité du château.

Le château appartient toujours aux descendants de Léon Pépin le Halleur et c’est donc une propriété privée.

Depuis 1975, les communs du château sont utilisés pour la Galerie Capazza, galerie d’art moderne crée par Gérard et Sophie Capazza.

Les façades, côtés et toitures du château de Nançay ainsi que les communs, l’escalier intérieur monumental situé dans l’aile Sud du château, sont inscrits sur l’inventaire supplémentaire des Monuments Historiques : arrêté du 9 juillet 1986.