En 1571, le domaine appartenait au président au Parlement Antoine de Malras. Sa famille resta propriétaire du domaine jusqu’au 18e siècle. Mais le château doit son nom actuel à Jean Molon, qui acheta les terres avant la Révolution. Le cadastre de 1829 présente une demeure qui, dans ses plans, est assez similaire à la bâtisse actuelle : un corps de bâtiment rectangulaire flanqué de deux tours carrées sur la façade principale. Il appartient alors à Alphonse Saurimont, professeur de philosophie. Il est ardu de déterminer lequel de ces deux derniers propriétaires fit construire le château.
Au 19e siècle, le château passe entre les mains de la famille Doumenc, puis de l’abbé Julien, et enfin de la famille Marrot. Bernard Marrot, conseiller général de la Haute-Garonne et maire adjoint de Toulouse, put jouir de sa propriété de la fin du 19e siècle à 1920, date à laquelle il le légua à l’Institut Agricole de Toulouse. Il est donc possible que les remaniements du château soient dus à ce dernier. En effet, les toits à pans brisés en ardoise du corps de bâtiment principal, les fenêtres de lucarnes à crossettes ainsi que les oculi coiffés de volutes évoquent le décor d’architecture de la fin 19e début 20e siècle. L’avant corps central a probablement été ajouté à cette époque. Lorsqu’il légua sa propriété à l’Institut Agricole, elle s’étendait sur 40 ha. Elle fut transformée en ferme modèle pour l’apprentissage des élèves et des visiteurs.
En 1929, le domaine comprenait entres autres laiterie, beurrerie, fromagerie, étable, porcherie, basse-cour, vignes, prairies, arbres fruitiers. La seconde Guerre Mondiale endommagea beaucoup Molon, ce que ne manquèrent pas de remarquer les membres d’une association de défense du patrimoine local les « Toulousains de Toulouse » en visite à Molon en 1946. Malgré tout, ils relevèrent la beauté du salon cambodgien de la demeure et la splendeur du parc, qui « montre que notre terre est toujours généreuse et que Toulouse, dans ses environs immédiats, sait garder le charme qui groupe autour d’elle tous ses enfants » (l’Auta, octobre 1946). Ces sages pensées ne furent pas respectées.
En 1948, l’Institut Agricole devient l’ENSAT (Ecole Nationale Supérieure d’Agronomie de Toulouse). En 1967, la propriété fut amputée de quatre hectares pour permettre la construction de l’usine d’incinération d’ordures ménagères du Mirail. En 1992, le domaine est vendu à la ville, qui en utilisa une partie pour installer des bâtiments municipaux. La construction d’un lotissement vint encore en réduire l’étendue. La municipalité a revendu le château à des particuliers en 1995. Lors de cette vente, les terres de Molon ne s’étendaient plus que sur 6000 m !. Le petit château de Molon se présente sous la forme d’un bâtiment de plan rectangulaire flanqué de deux tours carrées sur sa façade principale.
Il comprend un rez-de-chaussée surélevé, très sobre, éclairé par des fenêtres segmentaires disposées de part et d’autre d’un porche surélevé, plus travaillé. Les tours et le porche sont délimités par des pilastres doriques. Un entablement couronne cette élévation. La partie centrale du bâtiment se développe sur deux niveaux. Un escalier droit permet d’accéder à un palier ceint de balustrades.
Cette terrasse est abritée par une marquise supportée par des colonnes métalliques, présentant un décor stylisé fin et élégant. Une lucarne-fronton encadrée de pilastres ioniques couronne ce niveau. L’étage de combles est formé par un toit en ardoise à longs pans brisés. Il est éclairé par des fenêtres à crossettes avec une allège ornée de balustres, qui sont alternées avec des oculi coiffés de volutes. Les tours sont percées au second niveau de baies en plein- cintre. Elles sont coiffées de flèches élancées couvertes d’ardoise qui rompent avec l’horizontalité du bâtiment et lui confèrent un aspect majestueux, qui lui valut certainement son titre de château. Bernard Marrot a fait édifié son tombeau ainsi que celui de sa mère dans le parc.
Zimmermann Karyn, Chargée de Mission Inventaire, 2010