Montgiroux est attesté depuis le XIIe siècle par l'existence d'une famille de Montgiroux. Le site féodal primitif, aménagé sur un ancien site de franchissement de la Mayenne (pont avec péage attesté dès le XVe siècle), est aujourd'hui difficile à identifier. Peut-être s'agit-il de l'espace qui se situait entre la Mayenne et les deux bras de l'Anxure (dont un a disparu au cours du XVIIIe siècle, selon la carte de Jaillot de 1706). A l'appui de cette hypothèse, on remarque à cet emplacement, sur le plan cadastral napoléonien de 1820, une parcelle vaguement ovale qui pourrait faire penser à une motte ou un espace clos. En bordure de cette parcelle se trouvait la chapelle Saint-Laurent, petit vaisseau rectangulaire à abside semi-circulaire, peut-être d'origine romane, dont il ne subsiste que de maigres vestiges.

Hormis la chapelle et le manoir de Morand, qui fut probablement le siège de la seigneurie à la fin du Moyen-Age, il ne subsiste aucun bâti ancien qui puisse nous éclairer sur les étapes du développement du village. Le cadastre napoléonien de 1820 indique qu'il existait au début du XIXe siècle une dizaine de maisons à Montgiroux ; elles ne sont guère plus nombreuses aujourd'hui. Les maisons actuelles datent des XIXe et XXe siècles. Le château de Montgiroux est édifié ex-nihilo pour la famille de Robien dans les années 1860, à environ 500 m en aval du village.

Le pont de Montgiroux, disparu à l'époque moderne et remplacé par un bac, est reconstruit entre 1830 et 1834 par une société privée, Collet et Compagnie, qui obtient la concession d'un péage pour 70 ans. C'est probablement pour le bureau et le logement du péagiste que furent construites les deux maisons jumelles au débouché du pont, initialement couvertes de toits à l'impériale, dont une a été détruite en lien avec l'élargissement du pont en 1970.

Dans les années 1930, Montgiroux est un lieu de promenade et de loisir, notamment grâce au développement de l'automobile qui permet d'y venir depuis Laval ou Mayenne. A ce titre, Félix Désille écrit dans ses carnets : "Le site est ravissant sous le château de M. de Robien ; rochers éboulés dans le lit de la rivière, cascades, chutes, ce paysage est digne de tenter le dessinateur dans le contraste saisissant des lumières […] L'automobile a donné du mouvement à Montgiroux ; de nombreux pêcheurs s'y rendent la semaine et le dimanche. Il y a une ou deux bonnes auberges". Les auberges ont depuis fermé mais les promeneurs continuent à fréquenter le site, entre rivière et chaos rocheux.