La chronique de Jean de Bayon évoque la mort accidentelle d’un ministériel du comte Hugo VI d’Éguisheim nommé Wiry sur le chantier d’un château que son maître fait construire à Thanvillé. L’évènement se produit, selon le texte, deux jours avant l’assassinat du comte par l’évêque Otto de Hohenstaufen, qui est connu pour avoir eu lieu en 1089[4].
Même si ce texte laisse à penser qu’un château se serait trouvé à Thanvillé dès le XIe siècle, cela ne peut être établi avec certitude. D’une part à cause de la fiabilité du texte : bien qu’il semble s’être basé sur des textes perdus du XIe siècle, le chroniqueur écrit trois siècles après les faits ; par ailleurs la chronique de Jean de Bayon n’est connue que par une mauvaise copie du XVIe siècle, et l’auteur lui-même écrit dans un style très compliqué qui en rend la compréhension difficile[5]. Deuxièmement, du fait que le compte Hugo est mort avant l’achèvement du chantier, il n’est pas certain que l’édifice ait été terminé, l’absence de mention d’un château dans le village jusqu’au XVIe siècle donnant du poids à cette hypothèse. Néanmoins, l’archéologie a montré dans le cas de plusieurs autres châteaux alsaciens qu’ils avaient existé plusieurs siècles sans qu’aucun document n’en parle et il n’est donc pas impossible que le château ait traversé le Moyen Âge sans faire parler de lui[6].
Un château est de nouveau mentionné à Thanvillé en 1507, lorsque le duc René de Lorraine le cède à Gaspard de Hattstatt, à condition que celui-ci y fasse les réparations nécessaires. Son successeur Antoine de Lorraine le récupère en 1518 et le conserve jusqu’en 1541. L’année précédente, l’édifice a été gravement endommagé lors d’une révolte des protestants et le duc préfère le céder à son conseiller Jean de Vidrange que de le réparer lui-même. Les Vidrange le conservent jusqu’à sa destruction dans un incendie en 1571 et vendent les ruines l’année suivante à Jean Friedrich de Worms[3].
Ce dernier reconstruit le château et en profite pour améliorer ses défenses en le dotant de tours bastionnées. Son épouse Claude de Gramont poursuit les travaux après sa mort en 1598 et le transmet à son fils, qui prend le nom de Friedrich de Tanviller[7]. Le château est incendié en 1633 pendant la guerre de Trente Ans et reste en ruines jusqu’en 1660, lorsque Bazin de Chanlas, gendre de feu Friedrich de Tanviller, le rénove. Faute de moyens, celui-ci se limite toutefois à remettre en état le logis et ne relève pas l’enceinte extérieure[8]. Son fils aîné, Henri-François, en hérite en 1680, mais le revend immédiatement à sa tante Marie-Agnès de Coqfontaine.Entre 1686 et 1693, les Coqfontaine s’emploient à reconstituer le territoire de la châtellenie qui a été morcelée au gré des héritages successifs[9].
Après que leur petit-fils Charles-Frédéric de Lort de Saint-Victor en hérite en 1752, il entame d’importants travaux visant à remettre l’édifice au goût du jour. Il fait ainsi assécher les fossés et araser les talus et refaire une grande partie des façades. Le tout est entouré d’un grand jardin à la française[10]. Les communs sont également en grande partie refaits[11].
La seigneurie et son château sont achetés en 1786 par Jean-Félix de Darstein. À sa mort en 1814, le château passe par sa fille aînée au baron Bertrand Pierre de Castex. À la mort du baron en 1842, son fils Théodore le rachète à sa mère[12]. Théodore de Castex s’attache dans les décennies suivantes à l’embellissement des intérieurs : la plupart des fenêtres sont décorées de vitraux, le mobilier est refait et des tableaux de la Renaissance italienne sont achetés pour la chapelle[13].
Le château est toutefois saccagé par les soldats badois pendant la guerre de 1870. Théodore de Castex envisage un temps de vendre le domaine avant de finalement décider de le reconstruire après avoir été autorisé à le conserver, même s’il n’est autorisé qu’à demeurer que huit semaines par an en Alsace annexée par l’Empire allemand. Il doit néanmoins hypothéquer la propriété pour financer les travaux, celle-ci étant rachetée en 1896 par son fils Bernard Maurice de Castex[14].
Pendant la Première Guerre mondiale, le château sert d’hôpital de campagne et les intérieurs sont très endommagés au cours du conflit. Une nouvelle fois restauré à la fin du conflit, le château est à nouveau gravement endommagé au ours de la Seconde Guerre mondiale. Les Castex ayant été déclarés ennemis du Reich, les Allemands saisissent leurs biens et la majeure partie du mobilier est dispersée. Les combats de 1944 causent de nombreux dégâts au château lui-même, qui héberge ensuite un tabor marocain et sert de prison pour les collaborateurs de la vallée[15].
Le château est repris par Gérard de Castex, qui essaie de le restaurer et de retrouver le mobilier d’origine, ainsi que de relever le domaine agricole. Handicapé par des blessures de guerre, il peine néanmoins après la mort de sa femme en 1970 à maintenir le domaine à flots, malgré la vente progressive des terrains agricoles. À sa mort en 1979, le château doit revenir à son frère Maurice, mais celui-ci, n’ayant pas les moyens d’assurer les travaux nécessaires et de payer les droits de succession, le revend[16].