Origines
Le château a existé depuis au moins le XII siècle. Il s'agit probablement à l'époque d'une motte castrale. Lorsque, sur ordre du duc Conan IV, la seigneurie primitive de Bron est partagée en deux parts égales en 1158, le château devient le siège de la seigneurie de la Motte-Broons, tandis qu'un autre château identique est construit pour siège de la nouvelle seigneurie de Bron-dit-Neuf.
Guerre de succession et Guerre de Cent ans
Bertrand du Guesclin naît dans le château vers 1320. Vers 1355, durant la Guerre de Succession de Bretagne, il fait reconstruire le château de façon plus moderne. Ce dernier est est alors flanqué de quatre tours et doté de douves et d'un pont-levis.
À la mort de Bertrand, il passe dans les mains de son frère et héritier, Olivier du Guesclin (chambellan du roi de France et connétable de Castille), puis appartient à Olivier V de Clisson, qui doit le céder pour rançon à Jean IV de Bretagne avant de le récupérer l'année suivante.
Par une lettre datée du 8 mai 1420, Jeanne de France ordonne la démolition du château. Elle ne semble pas avoir été suivie d'effet, puisqu'en septembre de la même année, le château est assiégé par Charles de Montfort, et tombe le 14 au terme d'une résistance sanglante et opiniâtre.
Guerre de la Ligue
La seigneurie de Broons passe au début du XVI siècle dans les mains de la maison d'Espinay, dont un membre devient maréchal de Mercœur. Durant la Guerre de la Ligue, les troupes du duc de Mercœur occupent Broons. Suite à cela, Henri IV ordonne la destruction du château, qui n'est une nouvelle fois pas réalisée. Sa veuve Marie de Médicis réitère cet ordre en 1614, et le château est finalement détruit en 1616, le marquis d'Espinay recevant 15 000 livres en compensation.
Après sa destruction, les ruines restent visibles jusqu'au XIX siècle, avant de disparaître complètement. Il n'en reste aujourd'hui aucune trace.