Ко временам короля Франциска I относится и создание садово-паркового ансамбля в Фонтенбло. Вокруг дворца был разбит огромный парк «по итальянской моде», который, несмотря на многочисленные позднейшие переделки и дополнения, дает представление о садово-парковой архитектуре XVI столетия. Большой водоем в форме трапеции, являющийся центром парка, некогда использовался для всевозможных «водяных затей» и забав. В нем были устроены фонтаны, самый большой из которых украшала статуя «Геркулес» работы Микеланджело. На искусственном острове посреди пруда был сооружен банкетный павильон.
В последующие века дворец в Фонтенбло неоднократно подвергался значительным переделкам. По доброй старой традиции каждый монарх, взойдя на престол, спешил украсить «дом королей» чем-нибудь новым. Хотя строители старались придерживаться проекта, утвержденного Франциском I, время вносило свои коррективы, и сегодня дворец потерял ощущение единства стиля, воплотив в своем облике архитектурные элементы XVI–XIX веков.
Генрих II, сын и преемник Франциска I, и его жена Екатерина Медичи завершили все начатые постройки Фонтенбло – правда, в измененном в соответствии с новыми вкусами виде, пригласив для этих целей архитекторов Филиберта Делорма и Жана Буллана. Над отделкой дворца в эти годы работал живописец-маньерист Никколо дель Аббате. При Генрихе IV (1552–1610) дворец подвергся новым большим переделкам, которыми руководил архитектор Амбруаз Дюбуа. Работавшие в этот период в Фонтенбло фламандские живописцы положили начало «второй школы Фонтенбло». По распоряжению Генриха IV был значительно расширен парк. В нем был прорыт канал протяженностью 1200 метров, высажены платаны – для Франции той эпохи большая редкость, а также ели и плодовые деревья.
Король Людовик XIII, чье детство прошло в Фонтенбло, добавил к дворцовому ансамблю железную лестницу. В 1661–1664 годах Андре Ленотр, придворный садовник Людовика XIV и создатель Версальского парка, разбил на месте прежнего Большого парка зеленый партер. Сам «король-солнце» имел обыкновение ежегодно проводить в Фонтенбло два осенних месяца, наслаждаясь покоем и великолепной природой.
К временам правления Людовика XV относится перестройка южной части двора Белой Лошади и сооружение Большого павильона, получившего название «Эрмитаж маркизы Помпадур» (архитектор – Ж.-А. Габриэль). При Людовике XVI были в два раза увеличены размеры галереи Франциска I и создан будуар королевы, состоящий из трех салонов, отделанных в соответствии со вкусами времени.
Когда в 1804 году в Фонтенбло приехал Наполеон, «дом королей» поразил его девственной пустотой. Оставались одни пустые залы, впрочем, почти не тронутые, а вся роскошная обстановка исчезла благодаря стараниям «граждан» республики. По распоряжению Наполеона дворец был заново обставлен и украшен, и в его стенах император Франции принимал римского папу Пия VII, прибывшего в Париж, чтобы короновать «узурпатора».
Фонтенбло стал любимым дворцом императора, который не жалел сил на восстановление его былого великолепия. Роскошный тронный зал Наполеона, украшенный шелковыми занавесями и геральдикой наполеоновской эпохи, является сегодня одним из лучших образцов стиля Империи («ампир»). В 1811–1812 годах, по распоряжению императора, ансамбль дворца дополнил английский ландшафтный парк площадью около 80 гектар.
С Фонтенбло связаны последние драматические страницы истории наполеоновской империи. 4 апреля 1814 года, когда Париж уже был занят союзными войсками, сюда, в покои императора, пришли прославленные маршалы Ней, Удино, Бертье, Лефер, Коленкур и Макдональд. Наполеон изложил им план похода на Париж и призвал к решительным действиям. «Государь, армия не сдвинется с места», – сказал Ней. «Она повинуется мне!» – запальчиво воскликнул Наполеон. «Государь, она повинуется своим генералам», – холодно ответил Ней.
Дальше можно было не продолжать: все всем было ясно.
«Что же вы хотите, господа?» – устало спросил император. «Отречения».
Акт об отречении Наполеон писал торопливым, неразборчивым почерком. Вплоть до 28 апреля он оставался в Фонтенбло, бродя по пустым залам огромного дворца. Из Парижа приходили новости о восстановлении власти Бурбонов, о переходе на их сторону его бывших ближайших сподвижников. 12 апреля император принял яд – цианистый калий, который возил с собой еще с кампании 1812 года. Но яд не подействовал. Наполеон промучился всю ночь, и к утру сильный организм взял верх. А 28 апреля, простившись с солдатами Старой гвардии, выстроившимися во дворе, император навсегда покинул замок. Годы спустя, находясь в ссылке на острове Св. Елены, Наполеон до последнего дня вспоминал Фонтенбло – «истинный дом королей, лучше всех украшенный и наиболее удачно расположенный дворец в Европе».
Сегодня Национальный музей Фонтенбло хранит множество предметов, принадлежащих лично Наполеону, его жене, братьям и сестрам.