Domaine particulier du Duc de Bourgogne, il est, à partir de 1313, une Maison Forte défendue par un rempart (toujours existant) et un fossé, à l'usage des habitants de Plombières qui s'y réfugient en cas de danger. Au cours des XIIIe et XIVe siècles, le domaine change plusieurs fois de propriétaires.
En 1477, Louis XI annexe la Bourgogne et devient propriétaire de Champmoron. Il en fait don à son secrétaire qui le vend aux Chartreux de Dijon en 1485.
Pendant la ligue en 1592, le domaine est saccagé puis restauré en 1666 par le prieur des Chartreux qui y ajoute une chapelle.