L'édifice est presque entièrement reconstruit entre 1743 et 1745 pour Jean-Baptiste Mussault, curé et doyen de Courdemanche à partir de 1742. Le financement est assuré par Jacques Pineau, baron de Lucé, et Anne-Marguerite de Courtoux, marquise de La Chartre, dame de Courdemanche et de Vaulx. Le 12 octobre 1743, la maîtrise d'œuvre est adjugée au sieur Edme Robineau, entrepreneur et aubergiste à Château-du-Loir. Les travaux prévoient le décaissement du coteau, la reconstruction du logis et la réparation des communs. Les travaux débutent le 20 avril 1745 par la démolition partielle de l'ancien logis, dont une partie, datable du XVIe s au vu de sa charpente, est néanmoins conservée dans l'aile sud-ouest. Une fois terminé, le presbytère comprend une nouvelle maison d'habitation, mais aussi un appentis, une étable-écurie, une grange pour le stockage des produits de la dîme, une boulangerie ainsi qu'une porcherie. Les aménagements intérieurs du logis les plus significatifs (escalier central, cheminées, boiseries) ainsi que les panneaux peints disposés en dessus de porte datent essentiellement de cette campagne de modernisation. L'un de ces panneaux, situé à l'entrée du logis, représente l'édifice en 1745 avec son logis moderne, son jardin d'agrément à la française et ses dépendances, dont la peinture nous offre une représentation assez précise et détaillée.

L'édifice est ensuite remanié entre 1781 et 1784 par le nouveau curé François-Jacques Leroux : la cave est reconstruite ; une chambre haute est aménagée sur l'office, dans l'angle sud du logis ; les dépendances sont très largement modifiées : la boulangerie, le pressoir, la remise à bois, l'écurie, l'étable, la grange dîmeresse et les lieux d'aisance sont reconstruits à neuf sur un nouvel emplacement avec pierre et mortier de chaux.

À la Révolution, le presbytère, non vendu, devient propriété de la commune qui le loue au curé Leroux qui s'y réinstalle en 1807.

En 1818, le bardeau de la toiture est remplacé par de l'ardoise. Un projet de démolition de la grange (non réalisé), daté de 1851, nous donne une description précise de l'état de l'édifice à cette époque. Celui-ci est composé "d'un principal corps d'habitation ayant un rez-de-chaussée et un étage renfermant des appartements parfaitement convenables pour sa destination ; d'un autre corps de bâtiment contenant une buanderie et un bûcher ; d'un autre bâtiment contenant un second bûcher ou pressoir ; d'un autre vaste bâtiment renfermant trois écuries et la grange qu'on se propose de démolir. Une vaste cour, un beau grand jardin et une pièce de terre en labour, dans laquelle se trouve une cave dans le roc, complètent l'habitation."

Plusieurs travaux de réparation (maçonnerie, plancher, couverture) sont réalisés en 1865 après un incendie. Une réfection de la toiture a lieu en 1931. En 1981, la grange du presbytère est transformée en local et garage pour les pompiers. Plusieurs aménagements de conforts (cloisons, salles de bains) sont réalisés dans le logis en 1988. La toiture est réparée et les lucarnes sont refaites en 1998.

Le dernier curé de Courdemanche quitte le presbytère en 2002 ; l'édifice est vendu l'année suivante, passant ensuite entre plusieurs mains privées.