Kirjalikes allikates on Väätsa küla (Dorf Wetze) esmakordselt mainitud 1564. aastal.

1591 andis Calus Flemming Väätsa küla määramata ajaks Hanz Burtile.

1621 kinnistab Rootsi kuningas Gustav II Adolf  Väätsa ümbruse maad Magnus Nierothile, „truu teenistuse eest Liivimaa sõjas poolakate ja moskoviitide vastu“, st osalemise eest Liivi ja Rootsi-Poola sõdades. Tema rajas sellele maale läänimõisa, mistõttu võib 1620ndaid aastaid lugeda mõisa alguseks. Nierodhtite suguvõsa saabus Saksamaalt Liivimaale 13. sajandil. Magnus von Nieroth on tegutsenud Paide ja Tallinna linnuste asehaldurina ning Ingerimaal asunud Käkisalmi (praegu Priozjorsk Ingerimaal) lääni maavanemana.

Rootsi kuninganna Kristiina eestkostevalitsus kingib Väätsa lähedal asunud metsatüki 22. juulil 1635 Magnus Nierothile.

1680. aastani oli mõis Nierothite järeltulijate käes, seejärel omandasid 8300 riigitaalri eest mõisa ligi 190 aastaks Baranoffid.

On säilinud 1720ndate aastate ümberkirjutus Rootsi kuninga Karl XI kinnituskirjast, millega mõis panditakse Claus Johann Baranoffile, kes oli Eestimaa maanõunik.

Baranoffite valitsemise ajal ehitati Väätsa mõisasüda ulatuslikumalt välja. 18. – 19. sajandi vahetusel ehitati vana kõrvale uus ja suursugusem mõisahoone. 19. sajandi keskpaigas koostatud mõisa detailkaart on säilinud tänini.

Viimane Baranoffitest mõisaomanik – Peter Johann Georg – pantis mõisa 1864. aastal 140 tuhande hõberubla eest kolmeks aastaks tuntud teadlasele ja õpetlasele doktor Carl Johann von Seidlitzile. 1870. aasta sügisel muudeti see ostulepinguks. Sellega alanud von Seidlitzide valitsemisperiood Väätsal kestis ligi pool sajandit kuni 1919. aasta riigistamiseni.

Carl Johann von Seidlitz oli Vene mereväe meditsiiniteenistuses ning Peterburi mereväehospidali ordinaator. Täiendas end mitmetes Euroopa kõrgemates meditsiiniasutustes. Töötas aastaid kõrgetel meditsiinilistel kohtadel armees. 1837-1847 oli Peterburi Meditsiin-Kirurgilise Akadeemia professor. Venemaa keiser Nikolai I andis talle 1846. aastal teenistusaadli tiitli.

Carl Johann von Seidlitz oli üks esimesi Charles Darwini evolutsiooniteooria propageerija nii Venemaal (sh Eestis) kui Sakasmaalgi.
Samuti oli ta Eesti Looduseuurijate Seltsi president, valmistas ette raudteede ehitamist Eesti- ja Liivimaal ning korraldas Eesti- ja Liivimaa üldloodimise 19. sajandi 80-90ndatel aastatel, sh Suure Munamäe täpse kõrguse arvutamise. Venemaal oli ta tuntud lisaks veel kirjandusteadlasena, kuna koostas oma sõbra, kuulsa poeedi ja Vene Keisririigi hümni sõnade autori Vassili Žukovski eluloo.

Viimaseks mõisaomanikuks Väätsal oli Carl Johanni pojapoeg Karl Johann Anton von Seidlitz (Vene sõjaväeürikutes Karl Julian Seidlitz).
Temale kuulus mõis kuni 1919. aasta riigistamiseni. Ta lõpetas Nikolai ratsaväekooli ning oli rittmeister ja polkovnik, 1919. aasta keerulistel aegadel aga Loodearmee staabiülem armee esimesel pealetungil Peterburile. Tema tegevusalaks Väätsal oli hobusekasvatus, mille tarbeks ostis ta 1902 endale ka Vissuvere ümbruse maad.

1925. aastal asus riigistatud mõisa peahoonesse kool,
1944 hoiti hoone keldrites sõja eest evakueeritud Tartu Kunstimuuseumi varasid.
1977 valmis hoone peasissekäigu põhjapoolsesse külge juurdeehitus kooli tarbeks.
2011. aasta alguses lõppesid mõisahoone ja pargi mitmeetapilised restaureerimistööd, millest suur osa tehti Norra Kuningriigi abiga.

NIKOLAI von BARANOFF

Kuulus maalikunstnik Nikolai von Baranoff sündis Väätsa mõisaomanike von Baranoffite perre 1808. aastal. Kurttummana sai ta hariduse Berliinis, kus avaldus tema kunstianne. Maalimist õppis ta Münchenis ja Viinis, hiljem täiendas end Roomas. 1845. aastal sai temast Peterburi Akadeemia vabakunstnik. Peterburis maalis ta vene näitlejate portreid ja pühapilte, mida võis leida õigeusu ja katoliku kirikutes. Tuntumaks Eestis asuvaks tööks on Paide kiriku altarimaal 1848. aastast – Vene keisrinna Aleksandra Fjodorovna kingitus tulekahjust taastatavale kirikule. Kunstnik suri 1863. aastal Paides.