В середине 12 века король Людовик VII строит в охотничью хижину в Венсеннском лесу к юго-востоку от Парижа.
В 13 веке Филипп II Август и Людовик IX Святой возводят на ее месте резиденцию. Именно под одним из дубов Венсеннского леса согласно легенде вершил суд Людовик IX Святой.
Строительство донжона было закончено при Карлом V, который родился в Венсенне и сделал его своей постоянной резиденцией.
В 1380, в конце его правления, начато строительство готической часовни Сент-Шапель (Sainte Chapelle), планом напоминающей одноименную церковь Парижа. Закончено строительство в 1522 году при Генрихе II.
В 17 веке для Людовика XIV, королевы-матери и кардинала Мазарини строится два новых здания - павильоны короля - Pavillon du Roi и Pavillon de la Reine.
В последующие века замок служит в качестве тюрьмы и арсенала. В 19 веке, при Луи-Филиппе он на короткое время вновь становиться резиденцией.