À l'origine de Saint-Germain-en-Laye il y a la fondation par le roi Robert le Pieux, au début du xie siècle, d'une église dédiée à Saint-Vincent et à Saint Germain de Paris, dans la forêt de Laye, sur un site élevé au bord du plateau qui domine la Seine. L'église est confiée d'abord à l'autorité de l'Évêque de Paris et au chapitre Notre-Dame, puis de l'abbaye Notre-Dame de Coulombs qui en fait un prieuré.

Vers 1124, face au prieuré, le roi Louis VI le Gros (1081-1137) fait construire un palatium, château non fortifié en bois, sur l'emplacement de la cour du château actuel, qui est mentionné pour la première fois dans une charte royale Actum publice apud S.-G. astantibus in palatio nostro....

Philippe Auguste construit en pierre une tour logis et entoure le palatio d'un mur de fortification. « À son retour de croisade, le roi était venu se reposer à Saint-Germain-en-Laye de ses fatigues, et, le 18 mars 1192, il en partit précipitamment, à l'insu de ses courtisans, pour aller à Bray-sur-Seine pour faire bonne justice de quelques juifs qui avaient mis à mort un chrétien. » En effet, en 1191, un Juif avait été tué par un chrétien qui, selon le chroniqueur Guillaume Le Breton dans sa Vie poétique de Philippe-Auguste, se trouvait incapable de rendre avec intérêts l'argent qu'il avait emprunté. Agnès de Baudement, connue sous le nom de Comtesse de Braine, mère de Robert de Dreux, faisait sa résidence à Bray au mois de mars 1191 peu avant Pâques. Des commerçants juifs avaient obtenu d'elle, au moyen de remises commerciales considérables, qu'elle leur livre le prisonnier. Ils s'emparèrent de lui et le conduisirent sur une place, où, après l'avoir publiquement dépouillé ils lui avaient attaché les mains derrière le dos et mis une couronne d'épine. Les Juifs l'avaient ensuite conduit par tout le bourg en l'accablant de coups de fouet, afin d'impressionner les autres habitants, puis ils l'avaient pendu. Arrivé à Bray, le roi Philippe-Auguste fit placer des gardes aux portes, se saisit de tous les Juifs, et en retint quatre-vingts qu'il condamna à être brûlés sur la même place.

Saint Louis agrandit le château et y fait construire dans le style ogival rayonnant, probablement par Pierre de Montreuil l'architecte de la basilique Saint-Denis, une chapelle castrale qui est inaugurée en 1238 et qui sera le modèle de la Sainte Chapelle de Paris.

Le 15 août 1346, lors de la chevauchée d’Édouard III, pendant la guerre de Cent Ans, le « Prince Noir », fils du roi d'Angleterre Édouard III qui occupe alors Poissy, prend, pille et incendie le prieuré et château de Saint-Germain-en-Laye qui sont détruits à l'exception de la Sainte Chapelle et de la tour-logis.

Vingt ans plus tard, le roi Charles V fait reconstruire un donjon et restaurer la chapelle par son architecte Raymond du Temple, constructeur aussi des châteaux du Louvre et de Vincennes.

En 1390, la forêt, le château et le village de Saint-Germain sont dévastés par une tempête. « Le ciel qui était serein, s'obscurcit en peu de temps, l'espace d'une lieue seulement, qui faisait le tour du château et il survint une infinité d'éclairs et de coups de tonnerre. Le vent brisa toutes les fenêtres et mit en morceaux tout le vitrage de la chapelle de la reine qu'il porta jusqu'au pied de l'autel. On fut obligé de cesser le chant pour finir plus tôt la messe, de crainte que le vent n'emporta la Sainte Hostie. Tout le monde se jeta par terre. Le Conseil même cessa. Les plus grands arbres de la forêt furent arrachés, et on rapporta à la cour que le tonnerre était tombé entre Saint-Germain et Poissy, sur quatre officiers du roi, dont il avait consumé les os et le dedans du corps, en sorte qu'il ne leur restât que la peau, qui était noire comme du charbon »5.

En 1417, le château est à nouveau pris et occupé par les Anglais jusqu'en 1440.

Vue cavalière d'une maquette du château de Saint-Germain-en-Laye. Avec François Ier, qui épouse Claude de France dans la chapelle le 18 mai 1514, le château de Saint-Germain-en-Laye devient la résidence favorite du roi. En 1539, il confie à l'architecte Pierre Chambiges la transformation du château et sa reconstruction dans le style Renaissance tel qu'on le connaît actuellement depuis sa restauration au xixe siècle. Le château actuel englobe un donjon construit par Louis VI le Gros et la Sainte-Chapelle construite sous saint Louis.