Les fiefs de Bonneville et du Chamblac relevaient féodalement de la baronnie de Ferrières, intégrée en 1742 dans le Duché de Broglie (anciennement Chambrais). La propriété est à moins d’un kilomètre à vol d’oiseau du château de Broglie, dans l »Eure.
Au XVe siècle, le domaine de Bonneville appartient à la famille de Bonneville. Jean de Bonneville, chambellan du roi, est, en effet, cité en 1400 comme seigneur du Chamblac et de Bonneville. Le château se transmet dans cette famille jusqu »au début du XIX. Le dernier descendant de cette famille, Nicolas, comte de Bonneville, « mestre » de camp de cavalerie, dit « Gentil-Bo » dans un roman de Jean de La Varende, meurt sans postérité.

Le château est alors transmis en 1806, par héritage, à la famille Mallard de La Varende. Léon Mallard de La Varende, lieutenant-colonel d »artillerie, député de l »Eure, beau-frère du fameux « Nez de cuir », l’occupe jusqu’à son décès en 1849. Antoine, son fils, y naît en 1808, mais le château revient à sa sœur Louise (1814-1883), qui épouse le comte Albert de Bréda (1807-1881). La comtesse de Bréda-Heerenberg a été figurée par La Varende sous les traits de la « Comtesse de Bernberg », dans une nouvelle, Pays d »Ouche. La propriété revient ensuite dans le giron des La Varende, à Antoine, le frère de la précédente, puis à son fils Gaston de La Varende (1849-1887). Le premier meurt en avril 1887, le second en juillet de la même année, laissant à sa femme, Laure, née Fleuriot de Langle, d »origine rennaise, et à ses trois enfants, dont Jean de La Varende (1887-1959) la lourde tâche de reprendre cette maison. Madame de La Varende y a très peu habité, préférant rejoindre sa famille maternelle en Bretagne.

Jean de La Varende, dans sa jeunesse « rend visite » à son château. Il ne revoit en effet sa Normandie natale qu’en de rares occasions pendant son enfance et développe à son égard une très forte nostalgie qui l’amène à se réinstaller définitivement au château de Bonneville en 1919.
Maquettiste de marine, artiste-peintre, et surtout écrivain, Jean de La Varende se prend de passion pour sa maison, et y entreprend des aménagements, notamment dans le parc où il plante un ensemble de buis taillés en forme d »échiquier. Il meurt en 1959. Le château revient à son fils Éric (1922-1979). Il a été repris en 1999 par sa fille, Laure, qui a épousé Charles-Edouard de  Broglie.
Il est inscrit à l »inventaire des Monuments historiques : le grand salon et la chambre dite chambre de l »évêque, au rez-de-chaussée, avec leur décor par arrêté du 9 mai 1978 ; les façades et toitures par arrêté du 4 juillet 1991. Le parc et les jardins créés par La Varende ont été classés comme site remarquable par arrêté du 7 février 1964.