El rey francés Francisco I (1494-1547) invitó a su palacio algunos artistas italianos, entre ellos el arquitecto manierista Sebastiano Serlio (1475-1554) y yl maestro del Alto Renacimiento Leonardo da Vinci (1452-1519). Otros artistas importantes fueron Rosso Fiorentino (1494-1540), Francesco Primaticcio (1505-1570) y Niccolò dell'Abbate (1507-1571). Todos estos artistas realizaron muchas decoraciones para el castillo, formando la que se conoce como la primera escuela de Fontainebleau. Su influencia tuvo peso en el arte manierista francés, como vemos en artistas como los escultores Jean Goujon (1510–1565) y Germain Pilon (1537–1590).
Cuando Francisco I murió, la línea de sucesión del siglo XVI trajo al trono su hijo Enrique II (1519-1559), y sus nietos Francisco II (1544-1560), Carlos IX (1550-1574), Enrique III (1551-1589) y un primo lejano, Enrique IV (1553-1610). Enrique II trajo a la corte los artistas flamencos que formaron la que se llama la segunda escuela de Fontainebleau, incluidos Ambroise Dubois (1542 – 1614), que influyó en los artistas franceses de la corte Toussaint Dubreuil (1561 – 1603) y Martin Fréminet (1567 -1619).
En el siglo XVI, Francia vio prosperar la arquitectura de Philibert de l’Orme (1510 – 1570), Pierre Lescot (1510 – 1578) y Barthélemy Prieur (1536 – 1611). Francisco I fue un importante partidario de los proyectos de arquitectura, así como Enrique II y su mujer, Caterina de' Medici. Dos de los pintores más importantes, elacionados con la corte, fueron Jean Clouet (1480 – 1541) y su hijo François Clouet (1510 – 1572), y ambos hicieron muchos retratos de la familia real. También el ceramista Bernard Palissy fue un artista francés popular en el siglo XVI, y sus obras fueron muy apreciadas por la familia real.