Le musée est installé dans un château millénaire construit sur un éperon rocheux aux confins du Poitou et de la Touraine, dont la silhouette singulière est aujourd’hui soulignée par des aménagements modernes.
Le village est connu et mentionné dès le 6ème siècle par Grégoire de Tours sous le nom de Prisciniacus, dénomination qui ne sera transformée qu’au 16e siècle en Pressigny-le-Grand.
La construction du château de pierre et de son donjon remonte aux débuts du 12ème siècle. Guillaume Ier de Pressigny, premier seigneur connu de cette localité, achève cette construction à la fin du 12ème, début du 13ème siècle.
La forteresse reste aux mains de la famille de Pressigny jusqu’en 1301. Cette possession au cœur d’une zone frontalière accorde une puissance au seigneur du lieu qui est alors impliqué dans les querelles entre le roi d’Angleterre (Richard Cœur de Lion et Jean Sans Terre) et le roi de France (Philippe-Auguste) qui se livrent des combats acharnés.
Du 15ème au 16ème siècle, la forteresse passe successivement aux mains des familles de Beauvau et de Savoie-Villars. C’est le marquis Honorat de Savoie-Villars, cousin de François Ier et membre éminent de la cour, qui transforma la bâtisse médiévale en un château de style Renaissance.
La terre de Pressigny changea ensuite de propriétaires à plusieurs reprises au cours du 18ème siècle : il y eut, entre autres, les familles Masson de Maison rouge et de Voisins, derniers seigneurs de Pressigny. Vendu comme bien national en 1796, le château est démantelé par ses propriétaires successifs.
Au 19ème siècle, alors que le château se trouve transformé en carrière de pierre, la commune et le département sauvent le site du désastre en s’en portant acquéreurs. La galerie devient ainsi gendarmerie et échappe à la destruction que connaît le reste du château.
En 1955, le musée de préhistoire s’installe dans la galerie Renaissance.
En 1988, le Conseil général (aujourd’hui Conseil départemental) d’Indre-et-Loire devient propriétaire de l’ensemble des lieux. La même année, le donjon perd la quasi-totalité de ses faces nord-est et sud-est.
