その歴史は、1661年に、ローザン家がその畑を買ったことに始まります。シャトーの名である「デスミライユ」は17世紀末からメドック地区のワイン生産と結びついており、当時ボルドー議会の弁護士を務めていたジャン・デスミライユが、彼の妻が嫁入りする際に持参した土地に自分の名前を付けた事に由来します。
シャトーは1855年の格付けが行われる直前までデスミライユ家が所有し、その後シャトー・マルゴーの支配人だったシピエール氏に引き継がれ、彼のオーナーシップの元で第3級に格付けされました。
第二次世界大戦直前の数年間はシャトー・パルメが所有していましたが、1980年に、ボルドーワイン界の象徴的存在であったルシアン・リュルトン氏が所有したことで、デミライユの新たな歴史がスタート。その後、彼の10人の子供の一人で弁護士だったデニ氏がシャトー・デスミライユを運営し、リュルトン氏の意思を継ぎ醸造施設の近代化を進め、このグラン・クリュのシャトーの発展へと情熱を注いでいます。