С тех пор как человек начал обживать берега Луары, его постоянно интересовало стратегически важное плато, на котором теперь стоит замок. Амбуаз, в этом смысле, всегда играл значительную роль – от доисторической эпохи, времен кельтов и римлян – до современности.
В 11 веке три местных феодалах (все трое владельцы местных крепостей в Амбуазе) были вовлечены в бесконечную междоусобицу между графами Анжуйскими и Блуа. В 1106 г. Уго, вассал Дома Блуа, захватил весь феод. Он возвел здесь могучий замок для главенства над рекой, островом и мостом. Так началась Амбуазская династия, властвовавшая в этих местах вплоть до правления Карла VII, которому хитрый Ля Тремуйль посоветовал обвинить Луи д’Амбуаз в измене и конфисковать замок в пользу короля.
Карл VIII жил здесь эпизодически, возможно, именно он начал строительство жилых покоев. Главные работы здесь, однако, начались при Людовике XI – фортификационные и строительство покоев королевы Шарлотты Савойской и ее детей, включая дофина Карла, родившегося в Амбуазе в 1470 г. Будущий монарх Карл VIII провел здесь свое детство под наблюдением Жана Бурре. Деревушка Амбуаз, стоявшая у подножья замка, была столь мала, что в ней не было постоялого двора, а ее приход не принимал никаких новых членов – так велика была боязнь короля за жизнь наследника. Король опасался и эпидемий, и заговоров, поэтому жизнь двора в Амбуазе была лишена королевского блеска. К тому же Людовик XI сам предпочитал останавливаться в Туре или кочевать, всегда верхом, по другим своим владениям.
Карл VIII, несмотря на это, на всю жизнь остался привязан к местам своего детства. Когда он стал править, покончив с регентством своей сестры Анны де Божё, одним из его первых дел стала перестройка покоев и фортификаций. Восхищенные флорентийские послы отмечали, что Амбуаз тогда более походил на дворец, чем на замок.
Вовлекая страну в разорительную войну в Италии, Карл VIII все же импортировал во Францию новый образ жизни и мышления. В его военном обозе прибыло, помимо произведений искусства, 22 итальянских мастера (художники, ремесленники, инженеры).
Замок в Амбуазе к его возвращению был уже выстроен и итальянцы только слегка приложили к нему руку (за исключением садовника Пачелло да Меркольяно, который спланировал и разбил сады и парки). Увы! Накануне Вербного воскресенья 1498 г. молодой монарх, направляясь вместе с королевой наблюдать игру в мяч, расшиб себе голову о дверной косяк в галерее Аквелебак (зловонный коридор, служивший уборной), потерял сознание и, спустя девять часов, скончался на соломенной подстилке здесь же: никто не решался его переместить. Королю было 28 лет.
Новый король Людовик XII остановил строительство и перевел зодчих и каменщиков в Блуа, предоставив Амбуаз Луизе Савойской и ее детям – Франсуа, графу Ангулемскому (будущему Франциску I) и Маргарите Наваррской. Франциск любил вспоминать свое детство в Амбуазе, однако, увлеченный строительством во многих местах одновременно, он здесь не закончил даже флигель, начатый Людовиком XII. При его правлении двор, постоянно кочевавший, несколько раз обосновывался в Амбуазе. Здесь, в этом замке, в ночь с 17-го на 18-ое октября 1534 г. на дверях спальни, где почивал король, был водружен кальвинистский «плакат» (одна из множества агрессивных антикатолических листовок того времени).
Здесь же во время мятежа в марте 1560 г. пряталась вместе с Гизами Екатерина Медичи («Амбуазский заговор»).
Мятежный принц Конде, вождь партии гугенотов, при помощи Ля Реноди, дворянина из Перигора, пытался схватить юного короля Франциска II и убить Гизов. Ля Реноди малыми группами собрал внушительный отряд заговорщиков из Бретани, а Конде под удобным предлогом проник внутрь замка. Заговор был раскрыт, и правительственные войска разбили мятежников. Показательные казни заговорщиков продолжались целый день на глазах у королевского двора.
В 17 в. королевская крепость служила тюрьмой для таких важных персон как Фуке и герцог де Лозюн. В 18 в. Людовик XV пожаловал замок, вместе с новым статусом герцогства-пэрства, Шаусо. В 1785 году Людовик XVI купил этот замок, но потом перепродал герцогу Пинтьеврскому, зятю герцога Шартрского, будущего Филиппа-Эгалите. Таким образом замок вернулся к Орлеанскому Дому. В начале 19-го века его, однако, серьезно повредил сенатор Роже-Дюко, снеся те части ансамбля, которые не мог содержать (Амбуаз сенатору был подарен Наполеоном).
После падения Луи-Филиппа, сына Филиппа-Эгалите, замок был конфискован и стал на некоторое время местом заключения эмира Абд-Эль-Кадера и его свиты, но потом Орлеанское семейство им завладело вновь и владеет до сих пор.