Les premières traces du château remontent au XIIᵉ siècle, soit 500 ans avant Versailles, avec une amplitude historique allant du Moyen Age au Second Empire. Sur décision de François Ier, le château fut construit autour d'une ancienne résidence de chasse médiévale. Pendant plus de huit siècles se sont succédés rois, reines, empereurs et impératrices, de François Ier à Napoléon III. François Ier en fît sa demeure préférée. 
La visite s'ouvre sur le théâtre impérial crée à la demande de Napoléon III .Utilisé seulement une dizaine de fois sous le Second Empire puis fermé durant 150 ans, il fut ainsi préservé des aménagements modernes qui l’auraient inévitablement altéré. Après cinq années d’études et de travaux, ce petit bijou est à nouveau accessible pour faire revivre les fêtes impériales.
Au premier étage du château fort,se trouvent les appartements royaux constitués d’une double enfilade de pièces.Les décors intérieurs sont en grande partie repris au XVIIe siècle et c’est à la veille de la Révolution que l’appartement intérieur de Louis XVI (actuel appartement intérieur de Napoléon) s’inscrit dans la suite du grand appartement avec le doublement de l’aile de la galerie François Ier.
Chef d’oeuvre, prototype de la galerie et manifeste de la Renaissance en France, la galerie François Ier (après 1528) fut un modèle pour plusieurs générations d’artistes. Elle précède la galerie d’Apollon au Louvre (après 1661) et la galerie des Glaces à Versailles (après 1678).
A l'extérieur nous pouvons admirer un symbole du château de Fontainebleau, actuellement en rénovation, le célèbre escalier en fer-à-cheval est un ouvrage du règne de Louis XIII - d’après un modèle de la Renaissance - du à Jean Androuet du Cerceau.
Le château de Fontainebleau conserve un exceptionnel ensemble d’œuvres d’art dont les caractéristiques stylistiques et esthétiques témoignent du goût de ceux et celles qui pendant quatre siècles habitèrent les appartements et décidèrent de leurs décors. Éléments de l’ornementation ou du mobilier, ces œuvres invitent à une passionnante leçon d’histoire de l’art et font de chaque visite du château un prétexte à de nouvelles découvertes.