ปราสาทเดิมถูกวางเพลิงเมื่อปีค.ศ. 1411 เพื่อเป็นการแก้แค้นที่ฌ็อง มาร์ก (Jean Marques) ผู้เป็นเจ้าของใช้อำนาจในทางที่ผิด หลังจากนั้นเมื่อราวปีค.ศ. 1430 ฌ็อง มาร์กก็สร้างปราสาทใหม่โดยมีการสร้างเสริมอย่างแข็งแรง ปีแยร์ มาร์ก (Pierre Marques) ผู้เป็นเจ้าของต่อมาไปทำหนึ้เป็นสินมากจนต้องขายปราสาทให้กับทอมัส โบเย (Thomas Bohier) ผู้เป็นราชมนตรีของพระเจ้าชาร์ลที่ 7 แห่งฝรั่งเศสเมื่อปีค.ศ. 1513 โบเยรื้อปราสาทเดิมทิ้งแล้วสร้างวังใหม่ระหว่างปี ค.ศ. 1515 ถึงปี ค.ศ. 1521 โดยให้กาเตอรีน บรีซอเน (Catherine Briçonnet) ผู้เป็นภรรยาเป็นผู้ดูแลการก่อสร้าง กาเตอรีนชอบจัดงานเลี้ยงสำหรับข้าราชสำนักรวมทั้งพระเจ้าฟร็องซัวที่ 1 ถึงสองครั้ง

ต่อมาพระเจ้าฟร็องซัวที่ 1 ก็ยึดวังจากลูกของโบเย ผู้เป็นหนี้หลวงเป็นจำนวนมากมาย หลังจากพระเจ้าฟร็องซัวสิ้นพระชนม์เมื่อปีค.ศ. 1547 พระเจ้าอ็องรีที่ 2 ก็ยกเชอนงโซให้กับดียาน เดอ ปัวตีเย (Diane de Poitiers) ผู้เป็นพระสนมคนโปรด ดียานติดใจเชอนงโซและชอบทิวทัศน์ริมฝั่งแม่น้ำแชร์มาก จนสั่งให้สร้างสะพานเชื่อมตัววังกับฝั่งตรงข้าม และสร้างสวนดอกไม้ สวนครัว และสวนผลไม้ขนาดใหญ่ สวนที่อยู่ริมแม่น้ำได้รับการป้องกันจากน้ำท่วมด้วยกำแพงหิน ตัวสวนเป็นรูปสามเหลี่ยมสี่อัน

ตามกฎหมายแล้วเชอนงโซเป็นของหลวง แต่ดียาน เดอ ปัวตีเยก็อยู่อย่างเป็นเจ้าของเต็มตัวมาจนถึงปี ค.ศ. 1555 เมื่อมีปัญหาว่าใครควรจะเป็นเจ้าของที่ถูกต้อง แต่ในที่สุดดียานก็ได้เป็นเจ้าของถูกต้องตามกฎหมาย แต่เพียงสี่ปีต่อมาเมื่อพระเจ้าอ็องรีที่ 2 สิ้นพระชนม์เมื่อปี ค.ศ. 1559 พระราชินีแคทเธอรีน เดอ เมดิชิ (Catherine de' Medici) พระชายาของพระเจ้าอ็องรีก็ขับดียานออกจากเชอนงโซ แต่เพราะวังไม่ได้เป็นของหลวง แคทเธอรินจึงไม่ทรงสามารถยึดได้โดยไม่มีข้อแลกเปลี่ยน จึงทรงบังคับให้ดียานแลกเชอนงโซกับวังโชมง (Château Chaumont) หลังจากนั้นก็ทรงปรับปรุงเชอนงโซและสร้างสวนเพิ่มอีกหลายสวน จนกลายเป็นวังที่ทรงโปรดปรานมาก

ในฐานะที่เป็นผู้สำเร็จราชการแผ่นดินแคทเธอริน เด เมดิชิสามารถใช้เงินจำนวนมากในการปรับปรุงและจัดงานหรูหราที่เชอนงโซได้ เมื่อปี ค.ศ. 1560 ก็ทรงจัดให้มีการแสดงดอกไม้ไฟขึ้นเป็นครั้งแรกในฝรั่งเศสที่เชอนงโซ เพื่อเป็นการฉลองการขึ้นครองราชสมบัติของพระเจ้าฟร็องซัวที่ 2 ผู้เป็นพระโอรสของพระองค์

หลังจากพระราชินีนาถแคทเธอรินสิ้นพระชนม์เมื่อปี ค.ศ. 1589 วังก็ตกไปเป็นของหลุยส์ เดอ ลอแรน-โวเดมง (Louise de Lorraine-Vaudémont) พระชายาของพระเจ้าอ็องรีที่ 3 ผู้เป็นพระโอรสอีกองค์หนึ่งของพระราชินีนาถแคทเธอริน เมื่อพระราชินีหลุยส์ได้รับข่าวการปลงพระชนม์ของพระสวามีก็ทรงโศกเศร้ามากจนไม่ทรงมีสติสัมปชัญญะและทรงใช้เวลาบั้นปลายของชีวิตอย่างเป็นแม่ม่ายเต็มตัว เที่ยวเดินเทียวไปเทียวมาในชุดแม่ม่ายภายในวังที่ตกแต่งด้วยพรมแขวนผนังดำที่ปักเป็นหัวกะโหลกไขว้

พระสนมอีกคนหนึ่งที่ได้อยู่ที่วังนี้เมื่อปี ค.ศ. 1624 คือกาเบรียล แด็สเทร (Gabrielle d'Estrées) ในพระเจ้าอ็องรีที่ 4 หลังจากนั้นเชอนงโซก็ตกไปเป็นของผู้สืบสายมาจากพระราชินีหลุยส์--ดยุกเซซาร์ เดอ บูร์บง, ดยุกแห่งว็องโดม (César de Bourbon, duc de Vendôme) และภรรยาดัชเชสฟร็องซวซ เดอ ลอแรน (Françoise de Lorraine) และผ่านต่อมาทางสายวาลัว (Valois) หลังจากนั้นวังก็มีผู้พำนักไม่พำนักบ้างมากว่าร้อยปี

เมื่อปี ค.ศ. 1720 ดยุกแห่งบูร์บงก็ซื้อวังเชอนงโซ แล้วค่อย ๆ ขายสมบัติภายในวังไปทีละน้อย รูปปั้นหลายรูปก็ตกไปเป็นของพระราชวังแวร์ซาย ในที่สุดวังเชอนงโซก็ถูกขายให้กับโกลด ดูว์แป็ง (Claude Dupin)

มาดามหลุยส์ ดูว์แป็ง ภรรยาของโกลด ดูว์แป็งเป็นลูกสาวของซามูเอล แบร์นาร์ (Samuel Bernard) นักลงทุน และเป็นย่าของนักประพันธ์ฌอร์ฌ ซ็องด์ (George Sand) เป็นผู้ทำให้เชอนงโซกลับมามีชีวิตชีวาขึ้นอีกครั้งหนี่งโดยการจัดงานเลี้ยงสำหรับผู้นำในยุคภูมิปัญญาเช่น วอลแตร์ มองแต็สกีเยอ (Montesquieu) ฌอร์ฌ-หลุยส์ เลอแกลร์ก (Georges-Louis Leclerc) แบร์นาร์ เลอ บอวีเย เดอ ฟงเตอแนล (Bernard le Bovier de Fontenelle) ปีแยร์ เดอ มารีโว (Pierre de Marivaux) และฌ็อง-ฌัก รูโซมาดามหลุยส์ปกป้องเชอนงโซจากการถูกทำลายระหว่างการปฏิวัติฝรั่งเศส เพราะเชอนงโซเป็นจุดเดียวสำหรับข้ามแม่น้ำแชร์ในบริเวณนั้น จึงมีประโยชน์ต่อการเดินทางและการค้าขาย

นอกจากนั้นก็ยังกล่าวกันว่ามาดามหลุยส์เป็นผู้เปลี่ยนการสะกดคำว่า “Chenonceaux” เป็น “Chenonceau” เพื่อเอาใจชาวบ้านระหว่างการปฏิวัติฝรั่งเศส เพราะ “x” เป็นสัญลักษณ์ของฐานันดร เมื่อเอาอักษร “x” ออกก็เป็นการแสดงความจงรักต่อระบบการปกครองใหม่ แต่เรื่องนี้ก็ไม่มีหลักฐานยืนยัน แต่การสะกด “Chenonceau” โดยไม่มี “x” ก็ยังใช้กันอยู่จนทุกวันนี้

เมื่อปี ค.ศ. 1864 แดเนียล วิลสัน (Daniel Wilson) ชาวสกอตแลนด์ผู้ร่ำรวยจากการติดตั้งตะเกียงแก๊สทั่วปารีสซื้อวังนี้ให้ลูกสาว ผู้ใช้เงินจำนวนมากจัดงานเลี้ยงจนกระทั่งหมดตัว ในที่สุดวังถูกยึดและขายให้โฮเซ เอมีเลียว เตร์รี (José-Emilio Terry) มหาเศรษฐีชาวคิวบา เมื่อปีค.ศ. 1891 เทอรีขายเชอนงโซต่อให้กับฟรานซิสโก เทอรีผู้เป็นญาติ และเมื่อปีค.ศ. 1896 ในที่สุดตระกูลเมอนีเย (Menier) ที่มีชื่อเสียงจากการทำช็อกโกแลตก็ซื้อเชอนงโซเมื่อปีค.ศ. 1913 และเป็นเจ้าของมาจนถึงปัจจุบันนี้

ระหว่างสงครามโลกครั้งที่หนึ่งตัววังก็ใช้เป็นโรงพยาบาล และระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง เชอนงโซถูกใช้เป็นที่หนีจากบริเวณที่ยึดครองโดยนาซี ไปอีกฟากหนึ่งของแม่น้ำแชร์ที่เป็นวิชีฝรั่งเศสที่เป็นอิสระจากส่วนที่ยึดครองโดยเยอรมนี

เมื่อปี ค.ศ. 1951ตระกูลเมอนีเยมอบให้แบร์นาร์ วัวแซ็ง (Bernard Voisin) เป็นผู้บูรณะเชอนงโซซึ่งอยู่ในสภาพที่เสื่อมโทรมมากและสวนที่ได้รับความเสียหายอย่างหนักจากน้ำท่วมเมื่อปี ค.ศ. 1940 ให้คืนสู่สภาพที่สวยงามตามที่เคยเป็นมา

ลักษณะของสถาปัตยกรรมของเชอนงโซ เป็นแบบผสมระหว่างสถาปัตยกรรมกอธิคและสถาปัตยกรรมเรอเนซองซ์ตอนต้น ในปัจจุบันวังเปิดให้คนเข้าชมและเป็นวังที่มีผู้เข้าชมเป็นอันดับสองรองจากพระราชวังแวร์ซาย