Le fief, terre et seigneurie de La Chapelle-Gaugain relevait de la baronnie de Bouloire ou de la châtellenie de Maisoncelles, à foi et hommage simple. Avant 1457, il est acquis par Catherine de Larçay, veuve d'André Ronsart (avec t ou d), seigneur de la Possonnière, qui l'achète avec la métairie de la Foucheraye et le fief de la Garantière. Son petit-fils, Olivier de Ronsard était en 1474 écuyer, seigneur de La Possonnière, de Romigny [à Bessé] et de La Chapelle-Gaugain. La tradition orale veut que qu'il ait fait construire le château en 1474, mais rien ne permet d'en être sûr. Il reste peu de vestiges lisibles d'un château de la fin du XVe siècle, si ce n'est son volume qui peut tout aussi bien remonter au XVIe siècle.

Fils d'Olivier de Ronsard, décédé en 1493 (partage des biens le 20 janvier 1504), Louis/Loys de Ronsard (1479-6 juin 1544), devient seigneur de la Possonnière à Couture, où il fait embellir le manoir et réaliser d'importants travaux à l'église paroissiale, et de La Chapelle-Gaugain. C'est probablement lui qui initie les travaux d'agrandissement, d'embellissement et la construction de la chapelle seigneuriale de l'église paroissiale de La Chapelle-Gaugain autour de 1530. Il fait partie des Cent gentilhommes de l'Hôtel du Roi dès 1498. Il est chevalier de l'ordre de Saint-Michel. Armé chevalier par le roi Louis XlI, le 2 février 1515, Louis de Ronsard a épousé à Saint-Aignan-sur-Cher une jeune veuve protégée par le roi, Jeanne Chaudrier (v. 1483 ? avant le 15 avril 1545), devant maîtres Agnan Martin et Philippe Nivard. Il est le père du célèbre poète. Enfin, il fut également sergent fieffé de la forêt de Gâtine.

Dès le 25 juin 1544, son fils Claude de Ronsard (1518-1556), reçoit en héritage par préciput "le principal manoir" [la Possonnière] et les deux-tiers des autres biens nobles. Il est écuyer, seigneur de la Poissonnière et de La Chapelle-Gaugain. Une vente du 11 décembre 1552 à Paris mentionne Claude de Ronsard comme chevalier, seigneur de La Possonnyère et de La Chapelle-Gaugain, pays de Vendômois, l'un des cent gentilshommes ordinaires de la Maison du Roi... Il achète le 3 décembre 1544 les fiefs de la Guittière et de la Rothelière [à La Chapelle-Gaugain]. Il figure parmi les Gentilhommes de l'Hôtel du roi de 1544 à 1554. Il a épousé par contrat passé à Villedieu le 1er octobre 1537 Anne, fille de Julien Tiercelin, seigneur de la Beschuère dans le Maine. Une mauvaise gestion des biens oblige ses frères à demander la fin de l'indivision en 1548 puis sa femme à demander la séparation des biens en 1555.

Anne Tiercelin rend foi et hommage le 28 août 1558 au nom de leur fils Louis II de Ronsard (v. 1539 - Argentré 1578). Ce dernier suit la carrière des armes. Il est chevalier de l'ordre de Saint-Jean de Jérusalem, gouverneur du Vendômois. En 1564, il prend la tête des nobles catholiques du Maine et du Bas-Vendômois dans la lutte contre les Protestants. En 1566, il épouse Anne, fille naturelle de Louis de Bueil, comte de Sancerre, grand échanson de France, et légitimée en 1549. Louis II de Ronsard et Anne de Bueil s'installent à La Chapelle-Gaugain où naissent leurs deux premiers enfants, Jacques, le 24 octobre 1567, et Françoise, le 22 septembre 1569. En 1567, chef de la Ligue dans le Bas-Vendômois, Louis II fuit la région et se retire au manoir d'Auterres à Argentré. Dans son testament du 13 mai 1578 devant maître Mory, notaire royal, il demande l'inhumation en l'église de Couture.

Le 23 mars 1572, Jacques Tiercelin, chevalier de l'ordre du Roi, est mentionné comme seigneur de La Chapelle-Gaugain [parrain de Jacqueline de la Roche]. Il épouse Renée de Carrée puis, en 1586, Rolande Le Vasseur, veuve de feu Hugues des Loges.

En 1632, le domaine est acquis par la famille Xaintrailles (ou Saintrailles). Jean Rotthelin de Xaintrailles, chevalier de l'ordre du roi, gentilhomme ordinaire de la chambre du roi, seigneur de Rothon, aide de camp dans les armées du roi, seigneur du Vau, la Bournaye, Sainte-Cérotte, Manteaux et autres lieux ; fait ériger, par lettres patentes de février 1635, enregistrées le 24 mai 1641, la terre de La Chapelle-Gaugain en une vicomté qui prend le titre de La Chapelle-Xaintrailles.

Dans l'église paroissiale, une plaque funéraire rappelle au 7 janvier 1650 le décès de trois jeunes hommes de la maison de Saintrailles : Henri, Anne et le chevalier Charles. Le 2 septembre 1663, François de Saintrailles, chevalier, vicomte de La Chapelle de Saintrailles, alias La Chapelle-Gaugain, seigneur du Vau, Sainte-Cerotte, La Bournaye et Manteaux, parraine la petite cloche de l'église paroissiale. Louise Philbert de Saintrailles épouse en 1707 Alexandre de Balzac, sire d'Illiers, seigneur de Marcoussis, Malesherbes et Gié.

Le 28 février 1708, la terre, fief, châtellenie, vicomté et seigneurie de La Chapelle-Xaintrailles, propriété d'Alexandre de Balzac, sieur d'Illiers, seigneur de Marcoussy, de Malesherbes, Gié et autres lieux, et dame Louise Philbert de Saintrailles, épouse dudit seigneur d'Entragues, est acquise par Louis-François Massue, écuyer, conseiller du roi et son procureur en la maîtrise des Eaux et Forêts de Château-du-Loir, lieutenant général au bailliage de Château-du-Loir (acte chez Louis Fourier, notaire à Château-du-Loir ; non retrouvé).

Jacques-Hercule Massue, écuyer, seigneur de Malitourne, la Cour d'Evaillé et la Chapelle-Gaugain, épouse Louise Le Marchand de Beauchesne, veuve en 1744. Leur fille Elisabeth-Louise Massue épouse François Bertherand de Mainville. Il semble que ce soit ce Bertrand de Mainville qui entreprend de grands travaux de modernisation du château, ce que les érudits appellent "reconstruction" à la moderne. En réalité, comme toujours, le château n'a pas été reconstruit mais remodelé. C'est probablement Bertrand de Mainville qui met en place l'escalier monumental hors-œuvre à deux volées droites en façadenord-est.

Sur un plan en toises [donc réalisé avant 1795], on lit un logis rectangulaire, allongé avec un avant-corps à l'extrémité sud-ouest abritant une cuisine (cheminée avec four). Le logis principal compte une salle à manger en communication avec la cuisine, une salle de compagnie [salon], une chambre pour madame et des cabinets, plus un escalier en vis en-oeuvre au bout côté sud-ouest.

En 1834, le domaine est acheté par Auguste Savardan (1793-1867), docteur en médecine, fouriériste actif, qui sera maire de la commune, et Adolphe Marie Louis Charles Valentin (1802-1860), baron de la Fontaine Solar, demeurant à Arras dans le Pas-de-Calais,acquéreurs solidaires conjointement pour chacun moitié (acte chez Gruau, notaire à Vancé, cf. annexe). Il comprend alors les fermes de la Bastille et de la Foucheraie (métairie dont l'origine remonte au XVe siècle au moins), le Grand Moulin et le site de l'Aunaie. La ferme de la Roustière sera acquise ensuite.

De nouveaux grands travaux sont entrepris sur le château, à une date inconnue.

Le bâtiment de la cuisine est détruit. La face nord-est du château est modifiée : elle est en partie doublée en profondeur par l'adjonction de plusieurs corps de bâtiment à un étage carré (le premier au nord abritant au rez-de-chaussée la nouvelle cuisine avec l'escalier de service et à l'étage l'arrivée de cet escalier de service, une chambre à coucher et un cabinet de toilette, le deuxième une chambre à coucher et un cabinet de toilette également à l'étage, le troisième un grand escalier droit rampe sur rampe).

A l'étage, le couloir de distribution aménagé dans-œuvre dessert non seulement les chambres au-dessus des pièces à vivre mais aussi celle au-dessus de la cuisine et celle entre les deux pavillons, qui sera plus tard transformée en un atelier d'artiste vitré après 1900 pour Marie Gabrielle Louise Valentine de la Fontaine Solar (1877-1944). Des décors très originaux ornent l'adjonction. Auguste Savardan et le baron de La Fontaine-Solar réorganisent les espaces extérieurs en dessinant un parc paysager à partir d'un aménagement hydraulique sophistiqué.

Un plan non daté indique que l'ensemble bâti est entouré à l'est de bois, de bois de mûriers près du logis, de terres labourables, de prairies naturelles et artificielles, de vignes, de jardins potagers et que les allées et chemins sont bordés d'autres fruitiers. Les communs comprennent écuries, remise et pressoir. Il y a une grange ensuite. Des bâtiments de basse-cour sont accolés à la fuie. Près de la rivière, d'autres bâtiments logent buanderie, lavoir et lingerie. Le Grand moulin fait toujours partie du domaine.

En 1876, Louis Georges de Vathaire, époux de Mathilde de la Fontaine-Solar, commande une éolienne hydraulique à l'entreprise Bollée au Mans pour le château de La Chapelle-Gaugain.

En 1891 sont déclarés comme "construction nouvelle" une salle de bain et une buanderie. Depuis la fin du XIXe siècle, le domaine est associé au nom de Ferdinand de Lesseps (1805-1894), diplomate, créateur du canal de Suez en 1869, mais c'est une association indirecte car c'est le second fils de son second mariage, Ferdinand-Ismaël, qui épouse en 1902 l'héritière du domaine, Marie Gabrielle Louise Valentine de la Fontaine-Solar.

En 1968, la fuie circulaire en contrebas des communs est foudroyée par une tempête. Le château a été récemment restauré.