Construit à partir de 1485 par le négociant rouennais Le Pelletier sur les ruines d'un ancien château-fort, le château de Martainville s'organise en quadrilatère flanqué de quatre puissantes tours d'angle, complété d'une tourelle d'escalier à l'arrière. Vers la fin du 16e siècle, une enceinte rectangulaire ponctuée de quatre tourelles a été adjointe, entourant des jardins d'agrément créés aux 17e et 18e siècles dont subsistent des vestiges, documentés par des plans et miniatures d'époque. Le domaine, clos de murs de brique garnis de tourelles, témoigne de l'architecture civile du gothique finissant. Acquis par l'État en 1906, le château relève désormais du département depuis 2002.