Cette demeure date probablement du premier quart du 18e siècle comme le prouve la disposition régulière des baies sur le long pan sur rue, organisé en trois travées et un étage carré, avec des percements réguliers couverts d'arcs segmentaires. Certains des propriétaires successifs du 18e siècle sont des chanoines, notamment Jean-François Faguelin qui, nommé curé de Ray en 1698, y habite en attendant la construction de la maison curiale (ou presbytère, réalisée vers 1729), et le chanoine Foley en 1759. Le 21 septembre 1792, ce dernier est déclaré suspect pour avoir refusé de prêter le serment "de fidélité à la Nation" ; sa maison et ses biens sont confisqués puis vendus (l'inventaire a été retranscrit par Pierre Mathieu). La plaque de cheminée de l'ancien salon, portant la date 1785, est contemporaine de lambris qui ont été déplacés, avec elle, dans le "nouveau salon". Au 19e siècle, des modifications sont apportées à l'habitation : une des ailes, côté jardin, est détruite ; de nouvelles cheminées (dont l'une, au rez-de-chaussée côté rue, porte la date 1823) sont installées dans deux chambres et dans le "poêle".

Au cours de ce siècle, plusieurs propriétaires occupent la demeure, dont Paul Jean Charles Favray en 1881. L'une de ses filles épouse Ettore Bellini, l'inventeur du radiogoniomètre, et leur fils Marcel hérite en 1957 du bâtiment, qu'il vend en 1972 aux propriétaires actuels. Ceux-ci entreprennent, de 1972 à 1976, d'importants travaux de restauration pour lesquels ils font appel à l'architecte Bergeret, de Vesoul. Ces travaux consistent notamment en la réfection des façades et de la toiture, et en l'aménagement d'un escalier de distribution intérieur. Dans la cour à l'arrière s'élève une fontaine, copie de celle du village de Grandecourt (Haute-Saône) exécutée en 2002 par le tailleur de pierre Bonnotte, de Champlitte (Haute-Saône).