i do powstania w 1861 r. na obszarze 1097 ha rezerwatu artystycznego (niekiedy uznawanego za pierwszy tego typu obszar chroniony na świecie poprzedzający powstanie Parku Narodowego Yellowstone). W 1872 r. powołano Komitet Ochrony Artystycznej Lasu Fontainebleau, przekształcony w 1907 r. w Towarzystwo Miłośników Lasu Fontainebleau istniejące do dziś. Dzięki jego zabiegom rezerwaty objęły 10% ówczesnego obszaru lasu.
Od połowy XIX wieku istnieje spora grupa miłośników puszczy, dążąca do nadania jej statusu parku narodowego, jak dotąd bezskutecznie. Jej działania doprowadziły jednak do powołania wielu inicjatyw ekologicznych, ważnych w skali krajowej, jak i międzynarodowej. W 1948 r. w Fontainebleau powołano Międzynarodową Unię Ochrony Przyrody. W czasie II wojny światowej puszcza była obszarem zrzutów spadochronowych dla ruchu oporu, organizowanych przez aliantów. W 1953 r. przekształcono rezerwaty artystyczne (tę formę ochrony przyrody zniesiono ostatecznie w 1967 r.) w rezerwaty biologiczne ścisłe i częściowe. Działania dążące do podniesienia rangi terenu doprowadziły do powstania w 1998 r. Rezerwatu Biosfery UNESCO Puszczy Fontainebleau i Gâtinais, w 2002 r. nadano całej puszczy status lasu chronionego (fr. Forêt de protection), a w 2013 jako pierwszy otrzymał markę Wyjątkowego Lasu (fr.