Bâti au milieu du XIV° siècle, le château médiéval n’a subi que peu de modifications au cours des siècles. Il cesse d’être un lieu de résidence lorsque le dernier seigneur de Gombervaux, Charles de Maillart, fait construire vers 1770 un château d’agrément à Tusey. Le vieux château médiéval sert alors d’annexe à la ferme et de carrière de pierres. Vendu en 1843 par la succession Maillart à Jean-François Louis, ses bâtiments se dégradent peu à peu.
En 1850, la tour Nord-Est n’existe déjà plus et le bâtiment entre les tours Nord-Ouest et Sud-Ouest s’effondre dans les fossés.
Le domaine entre dans la famille Plauche Gillon à la fin du XIX°, à la suite d’un mariage.
C’est en 1939 que Henri Plauche Gillon démarre un programme de sauvegarde et de restauration, malheureusement interrompu par la guerre et son le décès au champ d’honneur.
A partir de 1968, la famille Plauche-Gillon entreprend différents travaux de sauvegarde et de consolidations sur les bases des murs et des tours, puis des travaux importants de restauration de la partie haute du donjon.
C’est maintenant dans le cadre d’une convention de mise à disposition gratuite par la Famille PLAUCHE GILLON du château de Gombervaux et de son site à l’ASSOCIATION GOMBERVAUX (1989) que se déroulent les opérations de mise en valeur, de restauration et d’animation du château de Gombervaux et de son site.
Des chantiers bénévoles internationaux REMPART y sont organisés tous les ans.
De 2014 à 2018, d’importants travaux de restauration de la couverture et de la partie haute du donjon comme de la tour sud-est, ainsi que de la courtine sud-est, sont le fruit d’une étroite collaboration entre la famille propriétaire et l’association.