Henryk IV założył również liczący 80 hektarów park przecięty kanałami, w tym głównym, długim na 1200 m. Bogatą florę tworzą sosny, wiązy oraz drzewa owocowe. Do aranżacji ogrodów i parku został zatrudniony nadworny ogrodnik , znany także m.in. z ogrodów przy zamku w Anet. Za panowania Ludwika XIII pracował przy budowie klatki schodowej zwanej Escalier en Fer à cheval i kaplicy Świętej Trójcy francuski architekt .

Oprócz Filipa IV w rezydencji urodzili się Henryk III i Ludwik XIII. Przez całą nowożytność zamek gościł wielu notabli i znane osobistości. Po swojej abdykacji w 1654 roku do Fontainebleau przeniosła się królowa Krystyna Waza. W roku 1685 Król Słońce w tej rezydencji wydał edykt, w którym odwołano edykt nantejski (1598). W Fontainebleau gościli m.in. car Rosji Piotr I Wielki i król Danii Chrystian VII.

Charakterystyka pałacu Rezydencja królewska w Fontainebleau powstała na kanwie obronnego zamku, po zmianach w okresie XVI-XIX w. przybrała kształt nieregularny. Składa się z trzech zasadniczych części. Pierwszą część (licząc od strony zachodniej, gdzie znajduje się wejście główne) stanowi zabudowa wokół Dziedzińca Honorowego;