Château construit à mi-chemin entre Paris et le Val de Loire par Philibert Delorme pour Diane de Poitiers entre 1547 et 1552, l'un des principaux témoignages de la Renaissance française.
Diane, favorite du roi Henri II, confia à Philibert Delorme la restructuration du château dont elle avait hérité de son mari Louis de Brézé. Le logis s'ouvrait en U sur une cour flanquée de deux tours vers l'extérieur et d'une galerie ou, plus précisément, un cryptoportique donnant vers l'intérieur sur un jardin. L'ensemble de la propriété était isolé par un fossé. Aujourd'hui subsistent le cryptoportique et la chapelle. L'aile gauche a été profondément remaniée. L'avant-corps central se trouve à présent dans la cour de l'École des Beaux-Arts de Paris. On voit encore sur place le front antérieur, composé de terrasses et de murs d'enceinte, destinés à la défense du château. Le corps d'entrée se présentait comme un arc de triomphe romain. Dans son frontispice prenait place la Nymphe au cerf (aujourd'hui au Louvre, Paris) ainsi que des Victoires réalisées en bronze par l'atelier de Benvenuto Cellini.
L'ensemble de la construction faisait jouer la polychromie des matériaux et utilisait en abondance la sculpture ornementale. Le cryptoportique, en contrebas du logis, entourait tout le jardin et rappelait les thermes romains et les villas italiennes. Une des fontaines qui agrémentaient le jardin se trouve aujourd'hui au Louvre. La coupole de la chapelle, composée de nervures hélicoïdales, met en évidence le passage théorique du plan à l'élévation. Le cabinet du roi, supporté par une trompe conique, présentait une démonstration de l'excellence de Philibert Delorme en matière de stéréotomie.