Le château de Champs-sur-Marne s'élève à vingt kilomètres à l'est de Paris, en Seine-et-Marne, près d'une boucle de la Marne. Plan en U, deux courtes ailes sur la cour d'honneur au sud, une rotonde ouvrant sur les jardins au nord : c'est le type accompli de la maison de plaisance, cette résidence de campagne où l'on venait échapper aux contraintes de la cour.

Charles Renouard de La Touanne, trésorier extraordinaire des guerres, commande le chantier à Pierre Bullet en 1699. Ruiné, il est exproprié dès 1701. Paul Poisson de Bourvallais, secrétaire du Conseil royal des Finances, rachète le domaine en 1703 et confie l'achèvement à Jean-Baptiste Bullet de Chamblain, fils du premier architecte. Les travaux s'achèvent en 1707. Les deux hommes ne partagent pas la même manière : le père reste attaché à l'ornementation d'inspiration italienne, le fils a pleinement assimilé le classicisme français. L'avant-corps central, coiffé d'un fronton triangulaire, aurait inspiré celui de l'Élysée.

L'histoire se répète avec les financiers royaux. Louis XIV meurt en septembre 1715 ; Poisson de Bourvallais est embastillé l'année suivante pour malversations, et le château saisi par la Couronne — le sort de Fouquet à Vaux-le-Vicomte n'est pas loin.

Vendu en 1718 à la princesse de Conti, fille légitimée de Louis XIV et de Louise de La Vallière, il passe à son cousin puis à Louis-César de La Baume Le Blanc, duc de La Vallière, qui en hérite en 1739. Ce bibliophile érudit, proche des Lumières, y reçoit Voltaire, Diderot, d'Alembert. Voltaire s'y plaisait particulièrement et se désolait quand sa santé l'empêchait d'y venir.

Le duc loue la demeure de juillet 1757 à janvier 1759 à son amie la marquise de Pompadour, pour douze mille livres par an. La favorite de Louis XV y reçoit — dont le prince de Soubise, au retour de sa défaite à Rossbach.

Après la Révolution, plusieurs propriétaires échouent à lui rendre son éclat. Le renouveau vient du banquier Louis Cahen d'Anvers, qui achète le domaine en 1895 et le fait restaurer par l'architecte Walter Destailleur. Les jardins à la française, dessinés vers 1710 sans doute par Claude Desgots, petit-neveu et élève de Le Nôtre, sont alors rétablis.

Donné à l'État en 1935, le château servit longtemps à recevoir les chefs d'État en visite officielle. Il est ouvert au public depuis 1974.