Начиная с королевской хартии 1137 года и вплоть по падения Второй Империи в 1870 году, в замке Фонтенбло проходит жизнь величайших королей Франции. Первоначальная средневековая крепость по желанию Франциска I уступает место дворцу в стиле Возрождения. В этот период два итальянских художника, ле Приматис и ле Россо, соперничают в выражении своего таланта и основывают первую «школу Фонтенбло».

Галерея Франциска I, соединяющая королевские апартаменты и часовню монастыря Святой Троицы, отличается своей оригинальной отделкой : фресками, имитацией мрамора и деревянными орнаментами на сюжеты, прославляющими короля.

Оформление Зала для Балов было завершено при последних Валуа под руководством ле Приматиса. Во время правления Генриха IV новая династия Бурбонов приобретает замок и имение, осуществляет новые постройки и дополняет оформление интерьеров, которое поручает мастерам «второй школы Фонтенбло». Людовик XVIII завершает работы, начатые его отцом. Король-солнце во время своего правления остаётся верным этому дворцу семьи: рождение первого дофина в 1661 г., свадебные церемонии племянниц короля, а также отмена Нантского эдикта в 1685 г. состоялись в Фонтенбло.

Людовик XV и Людовик XVI приезжают в замок на осень, и по их инициативе осуществляются новые серьёзные работы и облагораживание внутреннего убранства. После Революции Наполеон I обнаруживает замок с полностью вынесенной мебелью, но абсолютно не тронутым. Под его руководством устанавливается новая мебель, и замок вновь приобретает своё значение королевской резиденции.