Frans var en imponerende byggherre og pøste store økonomiske midler i nye byggverk. Han fortsatte arbeidet som hans forgjengere hadde gjort med palasset Château d'Amboise og påbegynte også ombyggingen av Château de Blois. Tidlig i sin regjering begynte han også byggingen av det storslåtte Château de Chambord, selvinnlysende inspirert av italiensk renessansearkitektur, og kanskje også formgitt av Leonardo. Frans ombygde også Louvre og forvandlet det fra en dyster middelalderfestning til en praktfull renessansebygning. Han finansierte byggingen av et nytt rådhus i Paris, Hôtel de Ville, for å ha kontroll over bygningens tegninger. Han konstruerte også Château de Madrid og bygde om på Château de St-Germain-en-Laye.