Moșia Miclăușeni, situată lângă lunca Siretului, este dăruită în jurul anului 1410 de domnitor vornicului Miclăuș. Denumirea acesteia devine cunoscută de abia după moartea vornicului, moșia prelundu-i numele. In 1591 urmașii vornicului vând moșia lui Simion Stroici împreună cu satul adiacent.
Simion Stroici este cel care construiește pe domeniu pentru prima dată un conac la începutul secolului al XVII-lea. Ruinele sale se mai puteau vedea la începutul secolului al XX-lea.
În secolul al XVII-lea, Stroici lasă moștenire domeniul și satul familiei Prăjescu, rude ale sale, el neavând moștenitori. Similar la sfârșitul secolului domeniul este lăsat fraților Ioan și Sandu Sturdza, familia Prăjescu înrudindu-se cu ei.
In 1699, frații Sturdza împart averea, domeniul revenindu-i lui Ioan Sturdza, împreună cu satul vecin unde locuiau țăranii clăcași și robii ce lucrau domeniul. De abia în anul 1752, vornicul Ioan Sturdza reclădește conacul boieresc, construindu-l în formă de cruce pe demisol și parte. De asemenea mai adaugă și grajduri pentru cai și alte clădiri anexe. Preocupat de dezvoltarea moșiei, fiul lui Ioan, Dimitrie Sturdza, construiește în perioada 1821-1823 o biserică de curte în apropierea conacului, înzestrând-o cu icoane și obiecte de cult.
Alecu Sturdza Miclăușanu, fiul lui Dimitrie, amenajează o suprafață de 42ha în jurul conacului în stil englezesc cu specii de arbori ornamentali și alei bordate cu flori. Tot el se ocupă și de extinderea colecției de cărți a conacului. Alecu Sturdza, deși rudă a domnitorului Mihail Sturdza, susține ideile revoluționare de la 1848, existând suspiciuni că moartea sa ar fi fost legată de acestea. El, împreună cu alți membrii ai familiei legați de domeniu, sunt înmormântați în biserica conacului. După moartea sa, de administrarea domeniului și a conacului s-a ocupat soția, Ecaterina.
George A. Sturdza moștenește domeniul de la Miclăușeni în 1863. Șase ani mai târziu se căsătorește cu Maria, fiica scriitorului Ion Ghica, mutându-se cu această ocazie pe domeniu. George este cel care reface clădirea conacului contractând un împrumut de la Societatea de Credit Funciar Român și vânzând parte din pădurea domeniului. Între 1880-1904, pe amplasamentul vechiului conac se ridică castelul în stil neogotic târziu, după proiectul arhitecților Iulius Reinecke și I. Grigsberg. Sursa de inspirație o constituie Palatul Domnesc din Ruginoasa dar și Palatul Culturii din Iași. La exterior elementele decorative de altorelief preiau, în stil Art Nouveau elemente ale stemei familiei și alte figuri alegorice. La interior se remarcă pereții și tavanele pictate ce conțin inscripții latinești. Domeniul mai conținea o bibliotecă impresionantă și colecții de numismatică, arheologie, epigrafie și artă adunate în timp de membrii familiei Sturdza.
Ecaterina, singurul copil al familiei George și Maria Sturdza, și moștenitoarea domeniului se căsătorește în 1897 cu Șerban Cantacuzino. Nu are copii și rămâne văduvă de tânără. Pentru a asigura un moștenitor domeniului, îl înfiază pe vărul ei, Matei Ghica Cantacuzino, însă acesta nu este interesat de moșie și emigrează în Occident în perioada celui de-al doilea război mondial.
În 1907, anul răscoalei țărănești, familia Sturdza cedează, constrânsă de împrejurări , părți din domeniul de la Miclăușeni țăranilor răzvrătiți. Similar se petrece și în cazul Reformei Agrare din 1921.
În timpul primul război mondial, castelul a adăpostit un spital militar, Maria și fiica sa Ecaterina ajutând răniții ca infirmiere. Tot în această perioadă George Enescu a vizitat castelul pentru a concerta răniților.
In 1944, frontul inamic apropiindu-se de zona domeniului Miclăușeni, Ecaterina Cantacuzino pleacă luând cu ea odoarele bisericii din sat și evacuând parțial biblioteca castelului către Episcopia Romanului. In iarna lui 1944 la castel staționează prizonieri nemți, castelul fiind devastat de armata sovietică. Din faimoasa bibliotecă o parte este salvată și donată sau vândută sediului ARLUS și Bibliotecii Universitare din Iași, o altă parte părăsește tot prin vânzare țara, iar a treia este distrusă de către soldați, cărțile fiind folosite la încălzire.
Spre sfârșitul vieții sale Ecaterina Cantacuzino se călugărește, iar domeniul îi este donat Episcopiei Romanului pentru a inființa o mânăstire de maici în 1947. Astfel, la naționalizare, domeniul nu este atins. Cu toate acestea, în 1953, regimul comunist desființează așezarea monastică, maicile fiind mutate la Schitul Cozancea. In 1970 osemintele Ecaterinei sunt aduse și înhumate în cimitirul familiei Sturdza lângă biserica din Miclăușeni.
În perioada comunistă, după desființarea mânăstirii, castelul e folosit drept depozit militar de explozibil, iar din 1960 devine sediul Centrului de Plasament pentru copii cu handicap psihic sever, funcționând aici o școală specială. In 1968 izbucnește un incendiu la mansarda castelului, stingerea acestuia afectând restul clădrii prin apa infiltrată în tavane, pereți și pardoseli. Tot atunci se pierd ultimele mobile originale ce nu fuseseră luate de săteni sau vândute, acestea fiind depozitate la mansardă. In 1985 un nou incendiu izbucnește tot la mansardă, cauzând pagube suplimentare.
După 1989, domeniul este retrocedat în 2001 Mitropoliei Moldovei și Bucovinei, cu această ocazie Centrul de Plasament mutându-se în satul Cozmești din comuna învecinată. În 2003, regizorul Sergiu Nicolaescu a turnat câteva scene din filmul "Orient Express" la castelul de la Miclăușeni.
In 2003 se stabilește, prin hotărâre de guvern, realizarea unor reparații, printre altele, și la Castelul Sturdza din Miclăușeni împreună cu lucrări de amenajare peisagistică. Anul următor se obține o finanțare de la Banca Mondială de către Mitropolia Moldovei și Bucovinei.
Lucrările de restaurare s-au întins pe perioada 2003-2005, dar banii nu au fost suficienți pentru toate lucrările necesare ale ansamblului. Mitropolia Moldovei dorește transformarea domeniului într-un complex muzeistic și un centru de conferințe, urmând ca restul clădirilor anexe să adăpostească un centru de zi pentru persoane vârstnice și un centru de pelerinaj. Mânăstirea, reînființată după 1989, oferă în prezent spații de cazare și diverse activități, tot ea fiind cea direct implicată în managementul domeniului și al castelului.
