Au 9ème siècle, le prieuré de Monthureux était une manse ou tenure de l'abbaye de Luxeuil. Hugues le Noir, fils de Richard le Justicier, s'empara par la force des terres du monastère.

Afin de défendre ses conquêtes, il bâtit des forteresses sur les territoires ainsi conquis. Il est plausible que le château de Monthureux date de cette époque.
A la fin du 11ème siècle, il est bien installé sur le point culminant du plateau de grès enserré par les méandres de la Saône. Finalement Luxeuil revendiquera et obtint des droits sur Monthureux.

Actuellement, il ne reste plus que les vestiges de 2 tours "rue du château" (voir photos ci-dessous). L'unique pont du faubourg facilitait alors les communications avec l'Abbaye de Luxeuil.