Les sires de Rayneval, d'extraction chevaleresque et s'appelant originellement Des Préaux (voir Raoul des préaux, seigneur de Raineval), ont édifié un château fort avant de s'éteindre au XVe siècle. Détruit pendant la Jacquerie, cet édifice est reconstruit dans les années 1380.
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Les éléments subsistant du château de Mailly-Raineval, principalement des constructions du Moyen Âge. sont à leur tour détruits en juillet 1885. Les derniers vestiges sont fortement endommagés pendant la Première Guerre Mondiale.
Il ne reste de nos jours qu'une tour circulaire éventrée et la base des puissants contreforts qui épaulaient les courtines.