Le toponyme de Champfleury est très anciennement attesté à Montsoreau : on trouve ainsi mention de terres à « Champfluri » en 1238.

Dans l'état actuel des connaissances, on ne connaît pas la date d'établissement d'un premier édifice à Champfleury ni l'origine de son statut, mais les registres paroissiaux de Turquant et de Fontevraud-l'Abbaye conservent la mention de Vincent Hurtault, sieur de Champfleury (attesté en 1646 et 1677) puis de Clément-Jean Valette, écuyer et sieur de Champfleury (attesté en 1726 et 1732), ce qui indiquerait que ce domaine ait été, à cette époque, un fief noble, dont les bâtiments (s'ils préexistent à l'arrivée des Van Voorn) sont peut-être déjà déclassés en exploitation rurale.

Les constructions que l'on peut y observer aujourd'hui, réduites à l'état de ruines, datent du XVIIe ou plus probablement du XVIIIe siècle. Il se peut qu'ait alors existé une activité d'extraction immédiatement au sud de Champfleury, dont l'expansion souterraine, relativement restreinte, se fit sous le domaine et de part et d'autre de la limite des deux paroisses de Turquant et Montsoreau (aujourd'hui limite communale).

Dans le second quart du XVIIIe siècle, l'ensemble des domaines alentours est acquis par André III Van Voorn (1685-1762) qui a épousé Marie-Anne François en 1718 à Turquant. Il est alors l'héritier d'une famille de négociants anversois notamment investis dans le commerce des vins d'Anjou et établis depuis la seconde moitié du XVIIe siècle en Saumurois (Le Thoureil). Du fait de ses acquisitions, il devient seigneur de la Chauvellière, la Herpinière et Champfleury.

À cette date, Champfleury est ainsi une ferme viticole constituée de vignobles réputés comme parmi les meilleurs de Montsoreau et de Turquant et que les Van Voorn administrent depuis leur très proche manoir de la Chauvellière (à Turquant).

C'est assurément dans le contexte du développement de production de vin en direction d'un marché international que furent aménagées les caves souterraines de Champfleury, qui réoccupèrent, en partie, des galeries de l'ancienne carrière de tuffeau, mais furent probablement aussi l'occasion de nouveaux percements. La date de 1763, gravée sur la porte d'une salle souterraine atteste du lien entre les imposantes caves vinicoles et dépendances troglodytiques que l'on y trouve et l'activité des Van Voorn.

Le successeur d'André III, André IV Van Voorn (1725-An II) cède plus tard (avant 1782) l'ensemble de ses domaines de Montsoreau et Turquant, qui furent par la suite démembrés.

Sur le plan cadastral de 1813, Champfleury est constitué d'une parcelle irrégulière close de murs bordée d'un long bâtiment à l'est, d'un plus petit au nord (four et bûcher ?) et de deux autres à l'ouest qui encadrent l'entrée (à moins qu'il ne s'agisse ici d'un même bâtiment avec passage couvert). Ce plan peut correspondre tant à une ferme qu'à un ancien manoir déclassé.

Champfleury conserva son activité vinicole jusque dans la seconde moitié du XIXe siècle et les cavités souterraines connurent de nouveaux aménagements (notamment de confortement). C'est peut-être la crise phylloxérique qui provoqua l'abandon du site et, en 1886, la maison qui formait l'habitation principale fut démolie. Il ne reste aujourd'hui presque plus rien des bâtiments, largement ruinés.

Une série de graffitis attestent que les galeries souterraines furent utilisées comme abri anti-aérien durant la Seconde Guerre mondiale, lors des bombardements allemands de juin 1940.

Le pigeonnier souterrain de Champfleury, en tant que dépendance troglodytique du manoir de la Chauvellière, a été inscrit sur la liste des monuments historiques par arrêté du 18 juillet 1973.

Le site de Champfleury est pour l'heure à l'abandon.