Le site de Bonnefontaine est donné à l'abbaye de Saint-Florent de Saumur à la fin du XIe siècle. 

À partir de 1370, il appartient à la famille de Porcon, dont Arthur de Porcon est chambellan d'Anne de Bretagne en 1488. En 1547, Henri II autorise Pierre de La Marzelière à fortifier le domaine. 

Vendu comme bien national après la Révolution, Bonnefontaine est racheté en 1806 puis revendu en 1858 à François de Guitton. Ce dernier commande à l'architecte Martenot la transformation du château et aux paysagistes Denis Bühler et Édouard André le parc dans les années 1870. 

Les façades et les toitures du château sont inscrites au titre des monuments historiques en 1943.