L'histoire du Château remonte au début du XIXème siècle lorsque Bernard O’Phelan, négociant irlandais basé à Bordeaux, acquiert deux domaines : le Clos de Gamarey (acquit en 1805) et le domaine de Ségur de Cabanac (acquit en 1810) qui donneront le Château Phélan Ségur. En 1985, Xavier Gardinier le rachète à la famille Delon et dirige la propriété avec ses trois fils Thierry, Stéphane et Laurent. Enfin, depuis 2018, ce sont Philippe Van de Vyvere et son fils Pierre qui en sont les propriétaires.
Le vignoble du Château Phélan Ségur s'étend sur la partie orientale de Saint-Estèphe et compte 70 hectares de vignes plantées sur un sol composé de graves enrobées de sable argileux et d'un sous-sol calcaire. 44 hectares de parcs, forêts et étangs complètent la propriété et constituent un joli écrin de biodiversité.
Le château porte une attention particulière à ses élevages, à la recherche d'un maximum de finesse et d'élégance. En plus du grand vin, il élabore également deux seconds vins, tous deux dans l'appellation Saint Estèphe : Frank Phélan et la Croix Bonis qui sont issus de parcelles principalement plantées en cabernet-sauvignon.

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Frank Phélan est issu d'une parcelle de 15 hectares de vieilles vignes ainsi que des jeunes vignes de Phélan. C'est un vin très élégant, à l'extraction juste. Il déploie des arômes de moka, d'épices et de fruits noirs. La bouche est équilibrée, avec une très belle acidité, des fruits noirs encore comme le cassis et une belle rondeur apporté à l'ensemble grâce au merlot. Un vin à déguster après 2 à 8 ans de garde.