Амбуаз вошел в историю приблизительно около 503 года, когда у Кловиса, короля франков, произошла встреча с королем вестготов Аларихом на острове Св. Иоанна, расположенном посреди Луары, несколько ниже современного замка.
Амбуаз, неоднократно подвергавшийся набегам норманнов, со временем был присоединен к землям Анжуйских графов, затем стал частным владением знаменитой династии Амбуаз-Шомон, а в 1422 году перешел по наследству к Людовику, виконту де Туар. Но по обвинению в участии в заговоре против короля владелец замка был осужден и лишен своего состояния.
Начиная с 1431 года замок стал частью королевского домена - поместья.
В нем неоднократно останавливался Карл VII. Так, перестав быть исключительно крепостным сооружением, замок Амбуаз превратился в королевскую резиденцию, и в связи с этим городу были предоставлены значительные привилегии. В Амбуазе родились дети короля Людовика XI и Шарлотты Савойской, и королева с детьми выбрала Амбуаз в качестве своей личной резиденции, тогда как король предпочитал держать свой двор в Плесси-ле-Туре.
Одним из главных событий в правление Людовика XI было установление в Амбуазе 1 августа 1469 года Ордена Св. Михаила. В этот день король собрал в капелле Св. Михаила пятнадцать высокородных баронов и ознакомил их с уставом этого рыцарского ордена, основание которого имело важное политическое значение.
Орден Св. Михаила символизировал приверженность дворян и вассалов королевской Короне. Одетые с необычайной пышностью в длинные шелковые плащи, отороченные мехом горностая и расшитые золотым орнаментом в виде чашек эфеса, в широкополых шляпах из пунцового бархата, высокие сеньоры поклялись жить по законам Церкви и Рыцарства.
В этот день Амбуаз стал местом грандиозной церемонии, которая внесена в анналы Французского королевства.
В замке же, в 1483 г. умерла королева (Шарлотта Савойская) ,которая провела здесь жизнь, достойную ее звания. Около 150 человек составляли ее свиту и окружение; все служило тому, чтобы сделать ее пребывание в замке приятным: апартаменты были богато украшены, обставлены мебелью, заполнены драгоценной утварью.

Счастливая жизнь, которую провел здесь в свои молодые годы новый король Карл VIII, объясняет его привязанность к месту, где он родился и воспитывался. Здесь, в Амбуазе, на площади Карруар юный дофин в возрасте 13 лет встретил Маргариту Австрийскую, внучку последнего герцога Бургундии Карла Смелого, которую ее отец Максимилиан Австрийский решил отдать ему в жены. Маргарита, которой было всего три года в момент торжественной помолвки, прожила в замке Амбуаз до 1492 года, когда ей пришлось с грустью возвратиться во Фландрию, чтобы уступить место Анне Бретанской, на которой Карл VIII женился 6 декабря 1491 года.

Этот супружеский союз потряс всю европейскую политику. Герцогиня Анна была уже обвенчана по доверенности с Максимилианом Австрийским, императором Священной Империи, а Карл VIII обручен с его дочерью Маргаритой Австрийской, которая воспитывалась при франкском дворе ввиду предстоящего замужества. Регентша при Карле Анна де Боже, стремившаяся присоединить Бретань к королевству и усматривавшая опасность в том, что Бретанью может завладеть император созвала собрание богословов и юристов; они объявили этот брак недействительным, и Карл явился претендентом на руку герцогини Бретонской. Анна Божё сумела привлечь на свою сторону герцога Орлеанского, который явился в Бретань с армией, и герцогиня Анна вынуждена была согласиться на этот брак. Так в 1491 г. под видом брачного контракта совершилось присоединение Бретани к Франции
Вступив на престол, Карл VIII, побывав в Италии, про¬никся гуманистическим идеями, в том числе и идеей бытового ком¬форта. По возвращении в 1495 г. он распоряжается перестроить ставшую тесной и казавшуюся убогой резиденцию, для чего даже повышает налог на соль.
Проект был великолепным. Площадь, занимаемую замком, предполагалось значительно расширить. Средневековая крепость уступила место огромному четырехугольному монолиту в форме трапеции.
Молодой, пылкий, Карл VIII хотел, чтобы все делалось быстро. Над замком трудились, не покладая рук – работали ночью при свете факелов, а зимой даже нагревали камни, для того, чтобы их обрабатывать. Понемногу возник один из самых больших и самых красивых королевских домов, одновременно дворец и крепость.
С тех пор Замок стал разделяться на три двора: главный двор, где были построены Королевский Дом с королевскими апартаментами; "Обитель Добродетелей" (такое название было дано зданию после изображения основных христианских добродетелей в виде статуй с фасадной стороны); задний двор и двор, называемый "донжоном", на западной оконечности высокого плато.
К сожалению, сегодня из всего этого ансамбля сохранился только Королевский Дом, фасад которого выходит на Луару, часовня Святого Юбера и две башни - Минимская и башня Гюрто, которые- представляли собой любопытное архитектурное новшество - круглые винтовые башни, в которых нет ступенек,- это было сделано для того, чтобы по ним могли взбираться кавалеристы или легкие упряжки.
Замок Амбуаз можно отнести к готическому сооружению: в соответствии со средневековой эстетикой, каменная резьба и лепные украшения Королевского Дома концентрируется в основном на карнизах и слуховых окнах.
В убранстве интерьеров вначале преобладало французское направление, затем в него внесли свою лепту фламандские художники и, после возвращения французского короля из Неаполитанской кампании в 1495 г.,в нем появились декоративные элементы итальянского происхождения. Карл VIII имел страсть ко всему пышному, он привез в Амбуаз многочисленные трофеи, которые включали в себя мебель, картины, ткани, различную посуду. Меблировка была роскошной, гобелены - из Фландрии и Франции, драпировки - из Дамаска, ковры - из Турции.
Самой прекрасной частью замка является часовня Святого Юбера (Губерта) - Chapel Saint-Hubert (1491-1496), каменные узоры которой похожи на кружева.
Считается, что здесь в капелле похоронен Леонардо да Винчи, приехавший сюда в 1515 году и живший неподалеку в замке Clos Lucé, (если точнее, сюда перенесены фрагменты его останков, он первоначально был захоронен в другом месте).
Король был очарован итальянскими садами и приказал разбить на террасах Амбуаза декоративный сад. Садовник Пачелло де Меркольяно устроил на верхней террасе замка сад с цветочными партерами и фонтанами.
Обширные строительные работы по переделке замка-крепости графов Анжуйских в резиденцию, достойную французской Короны, были неожиданно прерваны несчастным случаем. Карл VIII, сопровождая королеву на галерею, чтобы посмотреть на модную в то время игру в мяч, ударился лбом о низкую дверь и спустя несколько часов скончался от кровоизлияния в мозг возрасте 28 лет.
Так как все трое сыновей Карла и Анны Бретонской умерли во младенчестве, а более близких родственников по мужской линии не было, то, согласно салическому закону, его преемником стал герцог Орлеанский, будущий Людовик XII, правнук Карла V. Он наслаждался привольным покоем Долины Луары, как и его отец, знаменитый поэт Шарль Орлеанский, который также очень любил Амбуаз. Но все же Людовик XII отдавал предпочтение замку Блуа, где во время своего правления он развернул бурные строительные работы и прочно обосновался вместе с Анной Бретанской, вдовой покойного короля Карла VIII, на которой он женился в 1499 г.
Однако Амбуаз не был полностью заброшен, работы по реконструкции замка были возобновлены в 1500-1501 гг., и крупные поставки камня позволили продолжить незаконченное строительство.
Замок продолжал оставаться королевской резиденцией, так как здесь в течение десяти лет жила Луиза Савойская со своими детьми - принцессой Маргаритой Валуа и будущим Франциском I.

Франциск Ангулемский, будущий правитель Франциск I, был в возрасте 6 лет, когда он со своей мамой Луизой Савойской и сестрой Маргаритой, в последствии знаменитой и просвещенной Маргаритой Наваррской, прибыл в Амбуаз.
Молодой Франциск получил в замке полное духовное, спортивное и военное образование. Он прожил в этом замке первые три года своего правления. После прихода к власти Франциска I замок приобретает новый блеск. Жизнь королевского двора была хорошо организована и приобщена к культуре. Великолепные праздники сменялись балами, турнирами, маскарадами, сражениями диких животных.
С 1515 по 1518 гг. король останавливался именно здесь, когда он посещал берега Луары, именно в этом, как он называл "роскошном замке", и после победы под Мариньяно он вернулся именно в Амбуаз в августе 1516 года. Королева Клод Французская произвела здесь на свет трех своих детей.
Амбуаз находился в самом центре европейской политической жизни, потому что опять-таки именно здесь были подписаны важнейшие соглашения в самом начале правления Франциска I: Нуайонский мирный договор с королем Испании, Конкордат с папой Львом X, мирное соглашение со Швейцарией, договор Камбре ("Дамский мир") с императором Карлом V и Лондонское соглашение с Генрихом VIII. Франциск I готовил здесь свою кандидатуру на трон Империи и принимал знатных лиц из Германии.
После его смерти Генрих II и Екатерина Медичи избрали Амбуаз местом для воспитания своих детей.
Генрих II расширяет и перестраивает восточное крыло на итальянский манер: передняя – спальня – кабинет - гардероб. Тогда замок был примерно в 5 раз больше, чем сейчас. После смерти мужа королева-мать много ездила по стране, пытаясь тем или иным образом повлиять на ситуацию с разгорающейся гражданской религиозной войной.
В 1560г. в Бретани созрел протестантский заговор. Всеобщая оппозиция против Гизов дала гугенотам мужество бороться против религиозных преследований. Приехавший в Блуа молодой король Франциск II с супругой Марией Стюарт, с матерью королевой, детьми и своей свитой вынужден был бежать в Амбуаз вследствие заговора, которым руководили принцы Конде.
Часть дворян-гугенотов под руководством Ля Реноди составила заговор с целью потребовать от короля свободы совести, права на осуществление своих богослужений и удаления Гизов.. Заговор был открыт; король бежал из Блуа в Амбуаз. Нападение заговорщиков на Амбуаз разгромили Гизы. Многие погибли в бою, другие были казнены. Казнь состоялась прямо в замке, но имя Конде так и не было произнесено. Галерея главного корпуса хранит память об этих событиях в названии «балкон повешенных».
Три года спустя 19 мая 1563 года было заключен договор между королевой матерью Екатериной Медичи и принцем Конде, положивший конец первому всплеску религиозных распрей и провозгласивший свободу вероисповедания в угоду высшей аристократии, но за этим последовал ряд кровавых религиозных войн.
После этих ужасных событий замок Амбуаз утрачивает свое значение королевской резиденции, не смотря на то, что здесь неоднократно останавливался Людовик XIII, для того, чтобы поохотиться в лесах.
В 1627 году замок был присоединен к владениям Гастона Орлеанского, который снес часть строений, а в 1660 году возвращен французской Короне. Но в действительности замок находился в плачевном состоянии и был не пригоден для жилья. В 1663 г. здесь содержался под арестом Фуке — суперинтендант (хранитель государственных доходов), вор, взяточник, влиятельный лоббист.
В 1762 году герцог Шуазёль приобрел замок, поместье и окрестности Амбуаза, а в 1786 году его наследники продали все это герцогу де Пентьевр. Этот принц, внук Людовика XIV, был самым богатым вельможей того времени, он владел более чем 20 замками и особняками. В годы, предшествовавшие Революции, он начал работы по реконструкции старых и строительству новых помещений в своей резиденции, которая с 1787 года стала центром герцогства-пэрства.
Во время Революции замок был конфискован и пострадал от грабежей. Здесь была устроена казарма и пуговичная фабрика. Замок пришел в такое запустение, что после того как Наполеон подарил его члену парламента Роже-Дюкро, тот, опасаясь, что ремонт его разорит, разрушил значительную часть Амбуаза.
В 1815 году резиденция была восстановлена вдовствующей герцогиней Орлеанской, которая привела в порядок угодья и возродила замок. В 1821 г. Луиза Мария Аделаида де Бурбон Пентивер передала Амбуаз своему сыну Луи-Филиппу. После смерти матери, будущий король Луи-Филипп, приобрел 46 домов и построек, окружавших замок . Его целью было разрушить эти постройки, чтобы освободить место перед башнями и крепостными стенами и таким образом обеспечить доступ в подвальные помещения, которые было принято называть "старинными житницами Юлия Цезаря".
С 1848 г. здесь в почетном заточении провел 4 года эмир Алжира Абд-эль-Кадер, пока Наполеон III не вернул ему свободу для чего лично посетил эмира в замке.
И все же Амбуаз более знаменит не этими мрачными историями. Всемирную славу городу и замку принес Леонардо да Винчи, который, как говорилось выше, провел здесь три последних года своей жизни. Его пригласил в Амбуаз король Франциск I. Он подарил небогато жившему Леонардо очень уютный замок Кло-Люсе в километре от своей резиденции и ежемесячно выплачивал ему солидное денежное пособие. Кроме того, Франциск купил у Леонардо три его шедевра, которые художник привез с собой из Италии (в том числе и знаменитую Мону Лизу).
По специальному подземному ходу, соединявшему замки Амбуаз и Кло-Люсе, король любил захаживать к Леонардо в гости и беседовать с ним об искусстве
С 1974г. замок Амбуаз принадлежит фон¬ду Людовика Святого, которым руководит Его высочество граф Парижский. Фонд поддерживает замок в сохранности и проводит реставрационные работы, начавшиеся после последней войны. Внутренние сады, поддерживаются в прекрасном состоянии и напоминают о названии, данном Турени - "Сад Франции".
Замок является объектом ЮНЕСКО.