Bâti de 1750 à 1752 pour Marc-René de Voyer de Paulmy d'Argenson (1722-1782), marquis de Voyer, le château d'Asnières-sur-Seine est une des grandes réalisations architecturales des environs de Paris au milieu du XVIIIe siècle et la réalisation civile majeure du dernier des Mansart.
Le marquis fit appel, en effet, aux meilleurs artistes du moment, ceux qui comptaient le plus aux yeux des amateurs, à savoir : Jacques Hardouin-Mansart de Sagonne, architecte du roi ; Guillaume II Coustou, sculpteur du roi ; Jean-Baptiste-Marie Pierre, peintre du roi ; Jacques Caffiéri, orfèvre du roi ; Nicolas Pineau et les Brunetti père et fils, sculpteur et peintres de l'Académie de Saint-Luc.
Couvert à l'italienne, la demeure affectait initiallement un plan en Z qui évoquait celui du Grand Trianon de Jules Hardouin-Mansart, aïeul de l'architecte.
Outre la qualité des artistes, alors tous employés sur less chantiers royaux, le château d'Asnières dut aussi sa réputation au luxe des intérieurs, notamment, et surtout, celui du grand salon central, mais aussi à la qualité des collections de la galerie voisine.
Le marquis de Voyer exposa là ses beaux tableaux italiens, flamands et hollandais, ainsi que ses meubles Boulle, ses bronzes, porcelaines et céladons issus, pour la plupart, du fameux marchand mercier Lazare Duvaux, principal fournisseur de la Couronne et de la marquise de Pompadour.
Le domaine d'Asnières demeura aussi célèbre pour les superbes haras que le marquis de Voyer fit ériger en tant que directeur des haras du roi, de 1752 à 1755, à ses frais, près de l'actuel pont d'Asnières.
Nanti d'écuries pour 250 chevaux et d'un manège plus vaste que celui de la Grande Ecurie du roi à Versailles, ce complexe fut dénommé "Entrepôt général des haras du roi". Le marquis entendait concentrer là tous les étalons destinés aux haras royaux. Cédés à Louis XV en 1764, devenus ferme sous la Révolution et dans les années 1800-1810, les haras d'Asnières disparurent au début du XIXe siècle.
En 1804, le château fut réduit à ses proportions actuelles par le général d'Empire, Charles Saligny, duc de San Germano.
Au milieu du XIXe, il fut un lieu de divertissement célèbre, évoqué dans La Vie Parisenne de Jacques Offenbach (1866).
Propriété de la ville d'Asnières depuis 1992, le château fut rénové entirement de 1994 à 2014.
Il est le dernier grand château XVIIIe en bordure de Seine subsistant aux environs de Paris.