Sur le projet du parc des Bains ("avant-projet B") élaboré par l'architecte-paysagiste Henri Michel en juillet-août 1892, la construction d'un casino est d'abord projetée au nord-est de l'établissement thermal, à l'emplacement de l'actuel terrain de pétanque, entre deux pièces d'eau. C'est finalement un édifice beaucoup plus modeste, visiblement construit en bois, qui est inauguré le 30 juillet 1893. Il est l'objet d'une gravure dans la livraison n°102 des Monographies de Bâtiments modernes (1896). La légende précise qu'il s'agit d'un "ancien bâtiment transformé en petit casino provisoire". L'édifice semble plutôt être l'un de ces chalets en bois découpé à la mode dans le dernier quart du 19e siècle. Cette solution, rapide et peu couteuse, avait déjà été mise en œuvre au casino de Saint-Honoré-les-Bains. Le casino de Lons-le-Saunier est tenu par Louis Carboni, également propriétaire du cinéma Le Palace, dans les années 1930. Il sert de salles de jeux, mais aussi de cinéma et de salle de spectacle. Dans les années 1920, deux projets visent à construire dans le parc des Bains, à proximité de l'établissement thermal, d'une part un grand hôtel, et d'autre part un nouveau casino. Le projet de Jules Lavirotte (1922) n'est semble-t-il connu par aucun plan. Celui de Fernand Grizet (1925) est en revanche documenté. Dans son avant-projet, le casino envisagé dépasse, par sa taille, l'établissement thermal agrandi. Il est relié au grand hôtel par une pergola. Aucun des deux projets n'aboutit. L'ancien casino subsiste jusqu'à la Second Guerre mondiale. En ruine, il est finalement détruit en 1951. Un nouveau casino construit très à l'écart du centre-ville (795 boulevard de l'Europe) ouvre ses portes en 1988.