Édifice d'origine médiévale, le château de la Bretèche a connu une histoire mouvementée. Acheté par Louis XIV en 1700, il fut aussitôt offert au comte de Toulouse, fils légitime du roi. Ce dernier entreprit de profondes transformations avant de le revendre en 1710. Après son retour au domaine royal vers 1730, le château subit l'abandon révolutionnaire et les aléas des changements de propriétaires successifs. Une restauration majeure intervint en 1881, suivie de remaniements intérieurs dans les années 1920 et d'une réfection complète des extérieurs au début des années 1970.

Construit ou fortement repris au début du XVIIIe siècle par l'architecte Hardouin-Mansart de Sagonne, il se distingue par son plan symétrique et ses façades ordonnancées en trois niveaux. Les deux pavillons latéraux encadrent un corps central de sept travées, orné de pierre de taille et de bossage. Le fronton sud accueillait autrefois un bas-relief aux chevaux ailés encadrant les armes du comte de Toulouse, martelées pendant la Révolution.

Le parc d'environ 18 hectares, aménagé par l'architecte paysagiste André René, a préservé son tracé depuis le XVIIIe siècle. Dominant la plaine de Versailles, le domaine épouse la topographie naturelle et s'inscrit en lisière de la forêt de Marly.