Le grand donjon forme un rectangle de quinze mètres de large sur vingt mètres de long, et cette dernière façade regarde la rivière de l'Indre. La tour primitive avait environ vingt mètres de hauteur; elle a été surélevée plus tard, peut-être au siècle suivant, de manière à atteindre environ vingt-sept mètres; l'épaisseur des murs est de un mètre soixante-dix. Les contreforts sont ronds, mais à la différence de ceux de Loches, dont la partie circulaire est appliquée après coup, ceux de Montbazon sont liés avec l'édifice; en divers endroits on remarque, par extraordinaire, des pierres taillées employées sur champ, ce qui donne un aspect insolite à la physionomie de certaines parties.
Avant de pénétrer dans le grand donjon, qui forme la place d'armes principale, il fallait passer par le petit donjon qui servait de vestibule. Celui-ci, qui mesurait seulement sept mètres sur quatre mètres, atteignait la hauteur de son frère majeur avant l'exhaussement; les remaniements sont visibles, en particulier dans deux grandes baies au nord. L'entrée s'ouvrait à deux mètres cinquante au-dessus du sol et l'ascension s'opérait par l'escalier renfermé dans le petit donjon.
Cette forteresse fut le théâtre de rudes coups d'épée, notamment au cours des luttes acharnées contre les comtes d'Anjou et de Blois. Parmi ces derniers, Eudes II parvint à s'emparer de la place qu'il conserva quelque temps. Dans la suite, les seigneurs de Montbazon, qui d'abord s'étaient contentés d'un logement militaire, édifièrent une habitation plus confortable qui se développait sur une esplanade d'environ quatre-vingts mètres allant de l'est à l'ouest; il n'en subsiste que quelques débris, en particulier une tour circulaire qui semble du XVe siècle.
Un aveu féodal, rendu en 1583 par le comte de Montbazon, mentionne le chastel avec «sa forteresse, ses tours, tourelles, canonnières, mâchicoulis, faulces-brayes, douves, pont-levis», ainsi que «bastimens manables, une belle grande chapelle en l'honneur de saint Georges, et la grosse tour carrée bastie de temps immémorial».
Ajoutez que le coteau est percé d'une série de souterrains qui servirent de carrière, puis de caves et aussi de refuges et de magasins militaires. Les éboulis empêchent qu'on puisse les étudier; mais leur disposition autorise à penser que ce plateau fut occupé par des tribus guerrières, de très bonne heure, peut-être même aux temps préhistoriques.
C'est également à une époque reculée qu'il convient de rattacher la Motte, ouvrage considérable en terre qui se dresse plus à l'est, à quelques centaines de mètres. Cet énorme monticule appelé, dès le XIIe siècle, Basonneau, ou petit Bason, à en juger par sa forme, ses fossés, les travaux en terre qu'il surplombe sur le penchant du coteau et par les découvertes du voisinage, dut servir de bastion avancé pour la protection du castellum de Montbazon.
Avant d'élever le colossal donjon de Loches, le comte d'Anjou avait élevé celui de Montbazon, mais il s'était, pour ainsi dire, préparé et essayé à bâtir ces deux forteresses par la construction de celle de Langeais, vraisemblablement la plus ancienne de toute la France, et où le dirigeable parvint vers trois heures du soir. En ingénieur consommé, Foulques le Noir créa le type du donjon tel qu'il a persisté durant tout le moyen âge, en développant bien entendu les forces de résistance selon les nécessités de la guerre. Ce n'est qu'un peu plus tard, à Loches notamment, que la pierre de grand appareil fut employée par l'infatigable bâtisseur et, à Langeais, il se borna à appliquer les procédés de construction en usage parmi les ouvriers de son temps. Un épais noyau en blocage de moellon et de chaux très résistante fut recouvert, sur les deux faces, d'un parement régulier de petites pierres cubiques, si bien qu'il y a peu de différence entre ce mode et celui des Romains; près de dix siècles après la venue des conquérants, on suivait encore leur méthode.
Le donjon de Langeais, édifié d'après cette technique, présente la forme rectangulaire et mesure environ 17 mètres de longueur, sur 7 mètres de largeur et 12 mètres de hauteur. Il comprend deux étages dont on distingue les arrachements, et qui sont éclairés par une série de fenêtres à plein cintre dont les claveaux, par un ressouvenir gallo-romain très manifeste, montrent des briques, et c'est d'ailleurs le seul endroit où celles-ci paraissent dans les épaisses murailles.
Nous ne raconterons pas les vicissitudes traversées par le castellum Landegavense, suivant les expressions des annalistes d'antan, et il nous suffira de jalonner rapidement son histoire. Le donjon eut à soutenir les assauts des comtes de Blois qu'il gênait dans leurs incursions, et Eudes batailla sous ses murs en l'année 994. Les successeurs de Foulques continuèrent d'en faire leur meilleur allié et leur plus sûr appui sur la rive droite de la Loire, et une charte de l'an 1270 mentionne l'endroit «où le chastel souloit estre».
A cette époque, le donjon, qui avait subi non sans dommages les atteintes du temps et des hommes, fut l'objet de réfections de la part de Pierre de Brosse, «sergent» du roi saint Louis et seigneur de Langeais. Par une méprise qui s'évanouit devant le plus simple examen archéologique, on a commis la faute d'attribuer à ce chevalier la construction du château actuel; c'est une erreur évidente, mais du moins, il faut reconnaître que Pierre de Brosse exécuta dans le donjon des réparations, visibles à la différence du travail, des matériaux et du style des ouvertures, dont l'une garde encore la forme ogivale du XIIIe siècle.