Le château de Vregille est resté dans la même famille depuis la fin du XVIIe siècle. Les nombreuses archives sur cette propriété, nous permettent de constater que de façon ininterrompue depuis cette époque et jusqu’au début du XXe siècle, chaque génération est intervenue dans les jardins afin de les agrandir, de les embellir ou de les mettre au goût du jour. Les propriétaires érudits et amateurs de jardin, ont quelquefois été eux même les architectes de ceux-ci, ou ont fait appel à des paysagistes de renom.
Durant la première moitié du XVIIIe siècle, la propriété prend la forme d’une maison des champs avec des jardins essentiellement vivriers. Le château se trouve entre cour d’honneur et jardin. Ce dernier prend la forme d’un potager-verger, également pensé comme un jardin de propreté puisque composé de carrés de culture au dessin soigné et bordés de fruitiers architecturés. On constate également la présence d’un vaste verger de plein vent et d’un vivier.
Dans la seconde moitié du XVIIIe siècle les jardins sont agrandis et les espaces en pied de façade prennent alors un aspect clairement ornemental avec parterre de fleurs, grande perspective fermée d’une exèdre avec portail, promenoir de tilleuls. Un belvédère ouvert sur la vallée de l’Ognon est aménagé à l’emplacement d’une ancienne tour de guet, des charmes viennent ici s’ajouter pour former une chambre de verdure. Verger de plein vent et vignes sont structurés autour d’un axe central, lui aussi fermé d’une exèdre avec portail. Des bosquets et des bassins sont également créés pour apporter la fraicheur nécessaire à la promenade. Les nombreux plans conservés de cette époque ne sont pas signés mais semblent bien avoir été réalisés par l’architecte bisontin, Claude-Joseph-Alexandre Bertrand qui est intervenu au château de Vregille et qui fut le concepteur d’autres jardins prestigieux de Franche-Comté : Château de Moncley, château de Ray-sur-Saône, et la promenade Charmars (considérée par l’écrivain anglais Arthur Young comme une des plus belles de France)…
Vers 1830, les jardins du château de Vregille sont remis au goût du jour, dans le style pittoresque. Les premiers travaux se déroulent sous la direction de Mansuit de Vregille, aidé de son cousin Théophile de Boulot ; Ce dernier est dit ‘dessinateur de jardins’ pour des personnages importants de Bavière, dont le duc Guillaume de Birkenfeld, arrière-grand-père de l’impératrice Sissi.
En 1860, des parcelles voisines sont acquises par la famille de Vregille. C’est alors l’occasion d’agrandir le parc à l’anglaise en créant une avenue d’arrivée plantée de peupliers d’Italie, une rivière anglaise accompagnée de ses deux ponts en pierre.
En 1905, la génération suivante va commander un important projet de parc agricole et paysager aux établissements Luizet-Barret, d’Écully (69). Ce projet ne sera réalisé que partiellement : création du jardin mixte pour le pavillon, création du bouquetier, ouverture de vues…Aujourd’hui, le parc de deux hectares présente une composition héritée du XIXe siècle et du début du XXe siècle. Plusieurs vestiges des jardins ordonnancés du XVIIIe siècle se trouvent également insérés dans la composition à l’anglaise : vivier, promenoir de tilleuls, tour belvédère… La qualité paysagère du site et l’entretien du parc font de cet ensemble un site d’exception. L’étude historique menée par l’agence Parcelle d’Histoire et sa présentation en CRPS ont permis de protéger ces jardins au titre des Monuments Historiques, en 2017.