Des ateliers destinés aux apprêts des draps (teinturerie et presses) sont attestés sur la parcelle cadastrale A 640 du cadastre napoléonien, dès 1826. Ils appartiennent alors à Pierre Bompaire père, dit Brulan, déclaré comme teinturier. Les frères Donnadille, Vital et Jean, se portent acquéreurs de cet ensemble le 16 mai 1834 après la faillite des frères Pierre et Auguste Bompaire. Sur la parcelle voisine (A641), réservée jusqu'alors à l'étendage, les frères Donnadille, Vital et Jean, font construire une maison à la fin des années 1830. A l'emplacement aujourd'hui occupé par l'actuelle demeure Donnadille, cette première bâtisse, de plan rectangulaire, occupe cependant une surface moins importante. Enregistrée en tant que « maison de fabrique » dans les matrices cadastrales, il se peut qu'elle ait abrité des métiers pour la production de draps. Un incendie touche le bâtiment vers 1869, déclaré en reconstruction l'année suivante. Lors de la licitation des biens de la famille Donnadille en 1882, la maison dite « maison Neuve » comprend « trois étages sur rez-de-chaussée [...] avec ses dépendances et appartenances, qui consistent en deux terrasses, deux cours, un jardin, une serre et dépendances et une écurie située au fond de la cour septentrionale [...]. La maison principale a ses entrées sur la cour au passage qui est au devant du jardin ».

Alors que l'ensemble est passé aux mains de Pierre Donnadille, ce dernier demande, en 1892 à l'agence Carlier, de modifier les appartements. Il est vraisemblable que Léopold Carlier soit parti de l'existant ; les factures conservées par la famille Donnadille témoignent de travaux effectués sur un bâtiment préexistant, en particulier la facturation de cloisons à démolir. Entre 1892 et 1894, la maison fait donc l'objet de réaménagements. Après travaux, le rez-de-chaussée est réservé aux pièces de service (lingerie, cuisine, annexe de la cuisine) et le premier étage aux appartements. Le deuxième et le troisième étages sont occupés par des magasins (magasins des laines teintes et des draps). Un jardin est aménagé de l'autre côté de la cour, côté sud, dans le prolongement de la loge du portier.

A cette époque, les anciens ateliers Bompaire servent également de magasins ; une chaudière alimente la salle des presses. Lui faisant face, au nord, est également aménagé un atelier pour les cuves à indigo, attenant à la nouvelle maison de maître. L'étendage des draps se fait le long de l'Orb. Un inventaire de 1883 fait état du matériel se trouvant dans cette usine, dite « maison vieille » : onze cuves, quatre chaudières, une lustreuse, huit presses avec platines, cartons, 180 tôles, tables, chevalets et tous les outils nécessaires et accessoires pour ces industries, une chaudière à vapeur avec cheminée en tôle, une machine à vapeur, deux moulins à indigo, deux trieuses, deux batteuses, une rameuse système Hocton de Londres, une sécheuse système Crespin et Lapagne de Paris, une essoreuse système Tulpin frères de Rouen et un panier de rechange, deux cuviers à épailler, une brosseuse, une décatisseuse Regraffe et tuyautage divers.

Sur un plan daté du milieu du milieu des années 1850, la teinturerie des établissements Donnadille est située de l'autre côté de la rue Gassenc (A642). Cependant, cela semble être une erreur car cette parcelle n'apparaît pas dans les déclarations de propriétés de la famille Donnadille. Ce bâtiment a abrité un atelier pour l'échaudage des laines et une tannerie appartenant à Jean Vernazobres et fils. Dans leur demande adressée à la préfecture en 1859, ces derniers déclarent que l'établissement existe depuis 1799.

La demeure Donnadille, restée aux mains de la famille, est inscrite au titre des Monuments historiques depuis 2016.