Za panowania Filipa II Augusta wzniesiono zamek warowny z centralnym donżonem w celu zabezpieczenia Paryża od północnego zachodu, gdzie spodziewano się ataku wojsk rywalizujących z Kapetyngami Plantagenetami, którzy wówczas zajmowali większość zachodniej Francji, w tym Normandię. Fragmenty zamku widoczne są w podziemiach, które stanowią dziś rezerwat archeologiczny stanowiący część ekspozycji poświęconej historii LuwruMignot, s. 32.. Nie jest wykluczone, iż król wzniósł zamek na zrębie wcześniejszej budowli obronnej.
W XIV wieku, po włączeniu Luwru w obręb miasta, Karol V Mądry rozbudował zamek, przemieniając go w rezydencję, która jest znana z miniatury w Bardzo bogatych godzinkach księcia de Berry (miniatura miesiąca października). Pamiątką po fundacjach króla są m.in. figury pary królewskiej zdobiącej wejście do zamku. Za panowania Franciszka I do 1546 r. przebudowano zamek w stylu francuskiego renesansuEdwards, s. 198.. Franciszek nabył szereg dzieł sztuki, które stały się rdzeniem muzeum, ponadto nabył dzieła Leonarda w tym La GiocondęBob Chaundy, Faces of the Week BBC 2006-09-29, dostęp 2007-10-05.. Tenże artysta był malarzem nadwornym Franciszka I. Jego następca Henryk II otrzymał od papieża Pawła IV rzymską kopię Artemidy z jeleniem wzorowanej na greckim dziele Leocharesa.