Le château de Dourdan est achevé vers 1222 par le roi Philippe Auguste. Il est l’un des seuls édifices d’Île-de-France qui ait conservé l’essentiel de ses structures défensives : fossés secs, courtines, tours et châtelet d’entrée. Un pont-levis et une herse assuraient autrefois sa défense. Des archères percées sur les flancs des tours sont encore visibles.
Le donjon, symbole du pouvoir royal, est de forme circulaire. Isolé par son propre fossé, il comprenait deux pont-levis, assurant une défense autonome. D’une quarantaine de mètres de hauteur, la tour-maîtresse servait de tour de guet. Sa partie supérieure comprenait autrefois des hourds, ainsi qu’un toit en poivrière. Lorsque le roi séjournait au château de Dourdan, il résidait dans un bâtiment situé le long de la courtine sud. La célèbre enluminure du mois d’avril des Très Riches Heures du duc de Berry (vers 1410) est le seul témoignage de cet édifice aujourd’hui disparu. Saint Louis hérite du château de son ancêtre Philippe Auguste. Il le cède en douaire à sa mère Blanche de Castille puis à sa femme Marguerite de Provence.
Au XIVe siècle, le château, domaine royal des capétiens, est donné en apanage à Louis d’Evreux, frère du roi Philippe le Bel. En 1314, suite au scandale de la Tour de Nesle, sa nièce Jeanne de Bourgogne est emprisonnée dans le donjon pendant un an le temps de son procès. Innocentée, Jeanne devient par la suite reine de France. Maurice Druon relate cet épisode dans son célèbre livre Les rois maudits. De 1430 à 1433, un compagnon d’armes de Jeanne d’Arc, Etienne de Vignolles dit La Hire, est retenu captif à son tour dans le donjon.
Pendant les guerres de Religion, le château, tenu par la Ligue, est gravement endommagé, notamment lors du siège de 1591 soutenu par l’armée royale de Henri IV. Le château perd alors toutes ses parties supérieures : toitures, chemins de ronde… Au début du XVIIe siècle, Harlay de Sancy puis Sully, s’attachent à lui redonner une apparence.
En 1672, le château est octroyé à Philippe d’Orléans, frère de Louis XIV, qui le transforme en prison. Devenu prison départementale à la Révolution Française, il abrite des détenus jusqu’en 1852. Le château est alors racheté par un propriétaire privé dourdannais, Amédée Guénée. Il est ensuite légué à la famille Guyot en 1863. Joseph Guyot (1836-1924), érudit et historien, passe sa vie à restaurer le château.
Joseph Guyot aménage l’ancien grenier à sel, érigé dans la cour du château au XVIIIe siècle, en une agréable demeure avec tout le confort de son époque. Cette habitation conserve encore ses décors éclectiques et néo-gothiques. Sa fille vend le château en viager en 1961 à la municipalité, qui en devient pleinement propriétaire en 1969. Cette maison privée va être progressivement transformée en musée par Maître Jean Chanson, notaire à Dourdan, qui commence à y exposer des collections. Le château et son musée sont classés au titre des Monuments historiques en 1964.