Den største av Frans’ byggeprosjekter var rekonstruksjonen og utvidelsen av det kongelige slottet Fontainebleau, som ble hans favorittsted foruten også å være stedet hvor han huset sin offisielle elskerinne, Anne de Pisseleu d'Heilly, hertuginnen av Etampes. Alle prosjektene hans var luksuriøst dekorert både på innsiden som på utsiden. Fontainebleau hadde for eksempel en overstrømmende fontene i hagen hvor mengder av vin ble blandet med vann.