С 12 в. графы Блуа владели небольшим фортом в Шамборе. Он выполнял одновременно несколько функций: как оборонное сооружение, склад для припасов, а также как отличное место для охоты.
На смену графам Блуа пришли герцоги Орлеанские, один из которых, Луи, впоследствии стал королем Людовиком XI. Его приемный сын Франсуа Ангулемский часто здесь охотился и очень любил здешние места: пруды, ручьи, рощи, богатые дичью и великолепно подходящие для охоты.
После смерти Людовика XII 20-летний Франсуа стал королем Франции Франциском I и связал свое дальнейшую жизнь с резиденцией в Блуа, но именно в Шамборе он воплотил в реальность свою мечту о королевском охотничьем замке.
Еще до того, как стать королем, Франциск уже задумывался об идее создания нового замка и даже заказал несколько проектов. Специально по его заказу, итальянским архитектором Доменико де Кортоне была создана первая деревянная модель замка, которая стала прообразом будущего главного флигеля Шамбора.
Большое влияние на идеи Франциска I оказал Леонардо да Винчи, который в то время трудился над проектом замка в Роморантене. К тому времени он уже спроектировал несколько винтовых лестниц со совмещенными лестничными площадками, которые освещались световым фонарем. Известная лестница в Шамборе была сделана по этому принципу. Работы по возведению охотничьего замка начались в 1519 г., четыре месяца спустя после смерти гениального Леонардо. И хотя сам он так и не смог принять участие в работе, его идеи, несомненно, оказали большое влияние на архитектурные решения в строительстве Шамбора.
Работы возглавили мастера, которые до этого трудились с Амбуазе и Блуа, и имели большой опыт по возведению королевских резиденций. Для начала нужно было снести старую крепость и укрепить неустойчивую почву, для чего использовались огромные глыбы и сваи, которые были уложены на глубину 5 м и служили основой для будущего замка. Работы активно велись до трагических событий произошедших под Павией, где войска Франциска I потерпели поражение, а сам король был взят в плен. Ему срочно понадобились деньги, чтобы выкупить у Карла V своих сыновей, Франсуа и Анри, также оказавшихся в заложниках.
Только по возвращении Франциска в октябре 1526 г. строительство Шамбора было возобновлено. Король принял решение изменить первоначальный проект и расширить резиденцию, для чего на строительной площадке было собрано порядка 2 тысяч рабочих.
Первоначально был возведен квадратный корпус, окруженный круглыми башнями — так называемая, форма цитадели, которая указывала на власть и могущество владельца. В центре главного корпуса расположена известная винтовая лестница по проекту Леонардо да Винчи, состоящая из двух параллельных маршей, вьющихся вдоль вертикальной оси и освещенных башенным фонарем. В скульптурных украшениях идеально сочетаются французская готика и итальянский классицизм.
Каждый этаж имеет по четыре площадки, на которые выходят лестничные марши. Таким манером каждый этаж разбит на четыре отдельные части в виде греческого креста, к которым добавлены по четыре секции угловых башен (в главном корпусе замка есть отдельный коридор, ведущий к башням). В общем главный флигель имеет 32 изолированных друг от друга секции, в которых расположены спальни, камины, выход на мезонин. Кстати, по традиции тех времен туалет располагался именно в мезонине, что способствовало лучшей вентиляции помещения.
Все три этажа корпуса украшены, по-итальянски, поставленными друг над другом пилястрами, не обязательно симметрично относительно оконных проемов, и двойным фризом правильного рисунка.
Некоторая асимметрия в расположении окон придает фасадам живость и элемент неожиданности, что подчеркивает совершенство архитектурных форм.
«Готическая» свобода, бунтуя против симметричного совершенства, которому учили римляне, прорывается сквозь крышу дворца в виде великолепного хоровода шпилей, башен, труб, световых фонарей (прежде свинцовая кровля их была позолоченной). Между тем, геометрические пропорции кровли и фасадов, цветовые и композиционные сочетания мраморов – явный результат итальянского влияния. Все это, вместе взятое, крайне поразило императора Карла V, когда он в 1539 г. проходил из Испании через Францию, пользуясь любезностью короля, к своим фламандским владениям.
Внешние стены резиденции, формирующие двор вокруг замка, имеют форму квадрата со стороной в 156 м. В северном и западном углах они соединяются с куртинами, идущими от северных и западных башен главного корпуса. В восточном и южном углах квадрата поставлены низкие башни. Северная башня внешних стен и апартаменты Франциска I в правом крыле северо-восточной куртины построены после 1539 г., а в 1540-х гг. были связаны с главным корпусом особым коридором, проложенным по куртине (надзор за работами проводила вдова Жана Бретона, владелица Вилландри).
В то же время началось возведение западной башни и юго-западного крыла, которые, в свою очередь, были соединены с центральным корпусом. Впоследствии к ансамблю добавили лестницы Франциска I, северную и западную башни, башню Генриха II и ораторий в углу – на пересечении северной внешней стены и куртиной. В тот же период с юго-восточной стороны построены приземистые флигеля.
В Шамборе периоды бурной жизни перемежались с периодами полного запустения. Когда в замок приезжал король, за ним следовали его двор, министры, чиновничий аппарат, а также дворы королевы и принцев. В грузах королевского каравана были сундуки, кровати, шпалеры, столы и стулья, книги, произведения искусства – все нужные и ненужные вещи для частной и общественной жизни короля, двора и правительства. Со всех сторон в Шамбор тянулись груженые подводы: там, где вчера было несколько слуг и рабочих, возникал целый город, который надо было немедленно накормить, напоить, одеть, обслужить и развлечь. Некоторые дни были целиком посвящены шумным королевским охотам, охватывавшим гигантские пространства. Когда король покидал свое владение, огромный замок казался совершенно заброшенным: он стоял в заповедных местах совершенно пустым. Франциск I посетил Шамбор в последний раз в феврале – марте 1545 г. Долгие 18 лет чары Фонтенбло отвлекали этого непостоянного монарха от долины Луары. И кто знает – не пришлось ли ему сожалеть о том, что, помимо прочих своих неисполненных планов, он не сумел провести воды Луары под самые стены замка.
Его сын Генрих II, Екатерина Медичи и их дети, включая трех, ставших королями, чаще всего приезжали в Шамбор охотиться. Карл IX любил здесь охотиться на оленей. Генрих IV игнорировал замок, зато его сын Гастон Орлеанский нередко наведывался сюда, убегая из-под домашнего ареста в Блуа, и даже начал значительные восстановительные работы. Двор Людовика XIV регулярно посещал замок (в 1668 – 85 гг.), и великий король завершил западный флигель и мезонин. Здесь были впервые поставлены спектакли «Господин де Пурсоньяк» и «Мещанин во дворянстве» Мольера с музыкой Люлли.
В 1725 г. Людовик XV поселил в Шамборе на 8 лет своего отчима, Станислава Лещинского, низложенного короля Польши, в будущем – последнего герцога Лотарингского, который старался оздоровить атмосферу запущенного и сырого замка. В 1746 г. тот же Людовик XV передал Шамбор Морису де Саксу, который разместил здесь свой полк. В королевской резиденции маршал продолжал свой прежний разнузданный адюльтер с актрисой Адрианной Лекуврёр. Здесь же в 1750 г. при экстравагантных обстоятельствах он и скончался.
Замок, избежавший революционных разрушений, был пожалован Наполеоном маршалу Бертье. В 1821 г. у его вдовы замок был выкуплен по национальной подписке сыном герцога Беррийского, Анри, получившего титул графа Шамборского. В 1871 г., когда роялисты выдвинули графа претендентом на престол, он отказался признать французский триколор национальным флагом, и его кандидатура провалилась – парадные кареты, приготовленные к въезду в Париж, остались невостребованными. В 1930 г. Шамбор был приобретен французским правительством.