Het château d’Orval werd gebouwd op oude grondvesten van een vroeger kasteel in de buurt van het grootste klooster van het land, de abdij van Orval. Het kasteel was oorspronkelijk het huis van de abt.
Na de Franse Revolutie kwam het in handen van verschillende families. Baron de Loën d'Enschedé werd eigenaar van het landgoed inclusief de ruïnes van de abdij, hij transformeerde het château d’Orval volgens de architecturale en decoratieve mode van die tijd. Later huurde Prins Pierre Napoleon Bonaparte (1815-1881), neef van de Franse keizer, het kasteel van de toenmalige eigenaar, de familie van Hoffschmidt, en verbleef daar van 1860 tot 1862. Van deze plaats vertrok naar hij het kasteel van Epioux waar hij tot 1871 verbleef.
Na openbare verkoop, in 1887, verwierf de familie Wauters het pand. In 1926 erfde mevrouw Marcienne Collin-Wauters, echtgenote van de heer Charles-Albert de Harenne, het kasteel, wiens dochter Noella, en latere eigenares, in 1935 trouwde met de baron Philippe van Otreppe de Bouvette. In beide oorlogen werd het kasteel zwaar beschadigd en kwam het zwaar in verval. In 1960 werd op verzoek van eigenaar, de familie van Otreppe de Bouvette, het huidig kasteel gebouwd naar plannen van architect Emile Godin.