Vue aérienne du château de Fontainebleau

François I^er (1494-1547) réside fréquemment à Fontainebleau "où il se plaisait tant, que y voulant aller, il disait qu’il allait chez soi". Traquant "bêtes noires et bêtes rousses" dans la forêt, le roi séjourne surtout en hivers, à partir de 1528, date des premiers travaux qu’il ordonne. Le roi décide alors une modernisation des bâtiments, d’une part en une cour dite désormais "cour ovale" articulée au donjon, d’autre part en créant une vaste basse-cour englobant le couvent des Trinitaires. Une galerie aboutissant derrière le donjon réunit l’ensemble.
Les travaux entrepris sous le règne de François I^er seront repris dès 1548 par Philibert De l’Orme ; à partir de 1559, Primatice, reçoit la responsabilité du chantier et réalise d’importantes modifications.