Одной из достопримечательностей Овального двора являлся павильон Святого Луи, который впоследствии подвергся реконструкции. Это здание стоит на массивном цоколе, этажи его от мечены карнизами и окнами, а крутая крыша с двумя симметричными дымоходами придает ему элегантную стройность. Заметно преобразилось и слуховое окно павильона Святого Луи: сейчас его обрамляют строгие античные пилястры и завершает треугольный фронтон.
В юго-западной стороне Овального двора архитектор Ж. Лебретон поставил Золотые ворота — укрепленный вход в замок. Они и сейчас кажутся неприступными. Золотые ворота представляют собой нарядный, чуть вытянутый вверх павильон, сложенный из светлого камня и красного кирпича. Фасад его четко поделен на три части в длину и в высоту, а по боковым сторонам его архитектор расположил одно над другим окна, завершив каждое обложенным кирпичом фронтоном.
Бесценной реликвией Фонтенбло времен Франциска I являются часы, установленные на одном из корпусов Овального двора. Часы украшены монументальными скульптурами, олицетворяющими семь планет, а древнеримский бог Вулкан молотом отбивает каждый час.
Строительство в Фонтенбло после смерти Франциска I продол жил его сын — Генрих II. Его зал, после Галереи Франциска I, стал одним из чудес Фонтенбло и долгое время служил Бальным залом. Строить его начинал еще архитектор Ж. Лебретон, а достраивал и отделывал уже Ф. Делорм.
Бальный зал площадью в 300 квадратных метров был перекрыт сводом, который лежит на мощных опорах, создающих систему аркад-амбразур. Они уходят в стены на глубину трех метров и тем самым образуют ниши-окна. Пять таких окон обращены в сад, а через пять других можно детально рассмотреть Овальный двор.
Стены Бального зала на высоту двух метров от пола обшиты дубовыми панелями, на филенках которых многократно повторяются изображения эмблемы и герба Франции, а также вензеля с инициалами Генриха II и его фаворитки Дианы де Пуатье. Пространство Бального зала между потолком и панелями заполнено живописью, в которой основная роль принадлежит фрескам. Их исполнил по эскизам Ф. Приматиччо итальянский художник Никколо дель Абате, сделавший восемь больших фресок на мифологические сюжеты: «Церера и жнецы», «Вулкан, кующий по приказу Венеры стрелы любви» и другие. Все росписи Бального зала объединены особой, необыкновенно трепетной по характеру исполнения живо писной техникой.
После Генриха II Фонтенбло теряет свое былое великолепие, и ко временам Генриха IV некоторые части замка уже представляли собой руины. При Генрихе IV в Фонтенбло развернулись крупные строительные работы, были значительно обновлены некоторые интерьеры дворца, например, салон Франциска I.
Самыми интимными апартаментами замка были комнаты отдыха, раздевальни, гардеробные. Еще со времен Франциска І в таких помещениях было принято хранить художественные сокровища: книги, произведения искусства и всевозможные редкости. Так, например, в Банных апартаментах, которые в середине 1550-х годов были сооружены под Галереей Франциска I, хранились самые ценные картины: «Джоконда», «Мадонна в гроте», «Святая Анна», «Иоанн Креститель» Леонардо да Винчи, картины нидерландских мастеров, а также портреты, приписываемые кисти Рафаэля, — все, что было собрано еще при Франциске I.
В Фонтенбло пять лет провел итальянский скульптор Бенвенуто Челлини, который «создал много произведений из золота и серебра».
В салоне Франциска I сохранился алебастровый барельеф, имитирующий античную камею, на котором Б. Челлини представил богиню Диану с оленем. Многое из того, что было сделано великим итальянцем для Фонтенбло, впоследствии разошлось по разным музеям мира.
После смерти Генриха IV Фонтенбло на протяжении многих лет пустовал и постепенно ветшал. Родившийся здесь Людовик XIII мало занимался украшением дворца и благоустройством парка. При Людовике XIV на первое место среди загородных резиденций выходит Версаль, который вскоре затмит собой все остальные.
Но Фонтенбло не был забыт, для королевского двора он стал осенней резиденцией в сезон охоты. Тогда преобразования в основном коснулись парков, а в самом дворце многое осталось прежним.
Новое возрождение Фонтенбло наступает в эпоху Наполеона. В это время на его реконструкцию затрачиваются огромные средства: некоторые корпуса дворца перестраиваются, переоборудуются старые или возводятся новые апартаменты, благоустраиваются парки.
Апартаменты Наполеона, обращенные в сад Дианы, были возведены параллельно Галерее Франциска I. Зал королей переоборудовали в Тронный зал: в нем стоит стол, за которым Наполеон приносил присягу, и принадлежавший императору стул, сделанный в 1805 году знаменитым мебельщиком Жакобом.
Наполеон занимал еще Малые апартаменты, оборудованные в корпусе Старой парильни. Сейчас в них собраны шедевры декоративно-прикладного искусства стиля ампир, например, мраморные часы с античными камеями, которые в 1802 году подарил Наполеону римский папа Пий VII.