La partie la plus ancienne du château de Blois a été érigée en 1501, sous le règne de Louis XII. Le roi menait une politique de diplomatie, il voulait non pas une forteresse mais une salle de réception. C'est en seulement trois ans que l'aile du château fut érigée en brique rouge et pierre grise dans un mélange de styles gothique et Renaissance.
L'aile de Louis XII, construite dans l'ancienne salle du XIII siècle puis rebaptisée la \"salle des états-généraux\", devient un lieu témoin de nombreux événements marquants. Les comtes de Blois y menaient leurs affaires et en 1429, l'archevêque de Reims y a chargé Jeanne d'Arc de sa mission contre les Britanniques.
La fille de Louis XII, Claude de France, adorait le château de Blois. Une fois épouse de François Ier, elle souhaite restaurer le château. Ainsi, en 1515, commence la construction d'un palais royal façon renaissance au nom de François I. Le projet fut interrompu en 1524 suite à la mort de Claude, après quoi François I quitte les lieux.
De 1635 à 1660, le château de Blois était occupé par Gaston d'Orléans, frère du roi Louis XIII. Il était contraint de s'y réfugier suite à la rébellion contre le roi et le cardinal de Richelieu. À la demande de Gaston d'Orléans, une aile de style classique a été ajoutée au château entre 1635 et 1638 par François Mansart.