Работы продолжались в течение многих лет; в 1537 г. был закончен жилой корпус, а в 1540-м построено два этажа в крыле с королевскими апартаментами, нижний этаж крыла с капеллой и стены прилегающих служебных построек; и только в 1547 г. после смерти короля было закончено строительство крыла с королевскими апартаментами. В это же время капелла была возведена на уровень второго этажа, 12 лет спустя к ней был добавлен третий этаж, но здание оставалось без кровли вплоть до 1684 г.

Жилой корпус являлся резиденцией двора; на каждом из трех его этажей находились крестообразно расположенные залы, в которых протекала повседневная жизнь обитателей замка.

Большая часть комнат, а точнее 365 из 440, были снабжены каминами, дающими возможность автономного отопления.

Франциск I, покровитель искусств и любитель женщин

Увенчанная фонарем центральная лестница с двойной спиралью поднималась на все этажи до самой крыши. Эта лестница несомненно имеет отношение к проекту замка Леонардо да Винчи с его лестницей из четырех маршей, накладывающихся друг на друга, но нигде не пересекающихся. Очень возможно, что лестница Леонардо да Винчи и задумывалась для замка Шамбор, но впоследствии в процессе строительства была упрощена.

Наверху лестницы расположена большая терраса, также имеющая непосредственное отношение к замыслу Леонардо да Винчи. Отсюда открывается великолепный вид на островерхую кровлю замка.

Жизнь в замке протекала в основном на лестницах и в крестообразно расположенных залах. Чтобы подняться на тот или иной этаж, обитатели замка, кроме центральной лестницы, могли воспользоваться и другими винтовыми лестницами, построенными в угловых башнях. На нижнем этаже располагались туалетные и ванные комнаты.

Франциск I бывал в Шамборе только наездами, приезжая туда вместе со своей второй супругой Элеонорой Габсбургской и фавориткой Анной д'Эйи. За исключением официальных встреч, он наведывался в замок только раз в два года на несколько недель охотничьего сезона. В распоряжении французской короны имелось множество других замков, и перемещения короля и его двора были довольно частыми. В ту эпоху перевозили мебель и гобелены из одного замка в другой; гобелены служили в основном для обогрева апартаментов, остававшихся запертыми во время «мертвых сезонов».

С особым размахом и пышностью прошло в Шамборе парадное торжество, организованное церемониймейстером - бароном Монморанси, в зиму 1539 г. по случаю визита Карла V. Императорская свита, предваряемая юными девушками, разбрасывающими лепестки цветов, была в таком восхищении от замка и его интерьеров, что определила его как «сочетание всего самого прекрасного, на что способен человеческий гений».

Франциск I, чрезвычайно ценивший женскую красоту, приблизил к своему двору 27 девушек благородного происхождения, множество девушек украшало также и свиту королевы. Король утверждал, что «двор без женщин, как год без весны, а весна без роз». Однако осенью 1545 г. он с грустью написал алмазом своего перстня на стекле окна: «Как часто женщины непостоянны, безумен тот, кто верит им...»