Jasny plan geometryczny Chambord, harmonia proporcji i fantazja dachów najeżonych wieżyczkami, kominami i wysokimi okienkami stanowią źródło zauroczenia i świadczą o specyfice zamku. Cień Leonarda da Vinci, oficjalnego „architektora", zmarłego kilka miesięcy przed rozpoczęciem budowy w 1519 roku, krąży nad zaskakującymi podwójnymi spiralnymi schodami. Franciszek I, zamawiający budowę wielki gość zamku, przebywał tu zaledwie przez kilka tygodni podczas polowań w pobliskich lasach, pozostawiając budowlę pozbawioną mebli i mieszkańców po każdym pobycie, a wreszcie porzucając ją niedokończoną.

Bezpośredni spadkobiercy Franciszka I prawie nigdy nie przyjeżdżali do Chambord. Henryk II kontynuował prace nad skrzydłem z kaplicą, ale Karol IX polował w zamku jedynie bardzo rzadko i dopiero Gaston Orleański tchnął ponownie nieco życia w posiadłość. Wypędzony dwukrotnie do hrabstwa Blois przez swego brata Ludwika XIII, mieszkał często w Chambord w latach 1634-1660 i podjął się pierwszych zmian i napraw w zamku wraz z umieszczeniem swych apartamentów w skrzydle królewskim. Jednak budowę tak naprawdę ukończył dopiero Ludwik XIV, który tak bardzo upodobał sobie to prestiżowe miejsce, że przebywał w Chambord osiem razy podczas polowań, baletów czy sztuk teatralnych, w tym Moliera i Lully np. Pan de Pourceaugnac czy Mieszczanin szlachcicem, której pierwsze przedstawienie odbyło się w zamku w roku 1670. Król przybywający do Chambord od roku 1668 zlecił ukończenie skrzydła z kaplicą, przekształcenie części pierwszego piętra donżonu, by stworzyć tam apartament królewski kosztem początkowej logiki i układu, oraz podniesienie części budynku o jedno piętro, by zmieścić więcej gości. Przewidziano także zmiany na zewnątrz zamku, prace w stajniach i ogrodzie, jednak żadne z nich nie zostały ostatecznie zrealizowane.

XVIII wiek był dla Chambord okresem, w którym był on najdłużej zamieszkiwany. Zamek stał się wówczas drogim „prezentem” królewskim. Stanisław Leszczyński, teść Ludwika XV, oczekiwał od zięcia schronienia po wygnaniu, na które skazał go własny kraj, i zamieszkał w Chambord na osiem lat. Podczas jego pobytu stale meblowano zamek dzięki dostawom z magazynów w Wersalu. W roku 1748 Maurice de Saxe stał się na dwa lata nowym właścicielem Chambord. W ramach nagrody za zwycięstwa wojskowe odniesione dla Francji został mianowany marszałkiem i otrzymał w roku 1748 od króla Ludwika XV tytuł dożywotniego zarządcy zamku Chambord. Nowe sprzęty pochodzące z królewskich magazynów ponownie wyposażył zamek, w którym toczyło się barwne życie dworskie koncentrujące się na polowaniach i teatrze. Zamieszkaniu zamku towarzyszyło zagospodarowanie nieukończonych stajni Julesa-Hardouin Mansarda, by stworzyć w nich królewska stadninę. Wraz ze śmiercią marszałka de Saxe w roku 1750 Chambord trafił do jego bratanka, hrabiego de Friesen, który mieszkał w zamku przez pięć lat.
Od roku 1784 markiz de Polignac, przebywający w zamku w charakterze zarządcy, utrzymywał zamek umeblowany i wprowadził nowe zmiany, przewidując pobyt króla Ludwika XVI. Podczas rewolucji zawirowania co do przyszłości Chambord sprawiły, że w zamku mieściły się po kolei magazyny paszy, warsztat produkcji prochu, areszt i siedziba 15, kohorty Legii Honorowej.
Po zwycięstwie pod Wagram w roku 1809, Napoleon podarował Chambord marszałkowi Berthier, który korzystał z zamku przez zaledwie dwa dni. Po wystawieniu na sprzedaż przez wdowę, za zgodą Ludwika XVIII, zorganizowano subskrypcję na wykup Chambord w celu przekazania posiadłości następcy tronu. Chodziło o księcia Bordeaux, wnuka króla Karola X. W roku 1820 to on, choć nie miał jeszcze ukończonego roku, stał się nowym właścicielem posiadłości.

Zmuszony do życia na wygnaniu, przez długi czas nie poznał swej własności aż do roku 1871, gdy był w Chambord przy okazji krótkiego pobytu, podczas którego spisał słynny manifest wyjaśniający, dlaczego odmawia przyjęcia tronu. Pomimo wygnania rozpoczął kampanię mającą na celu odnowienie posiadłości, którą kontynuowali jego bratankowie z rodziny Burbon-Parmeńskich, w latach 1881-1892, gdy przede wszystkim odnowiono latarni donżonu.
Chambord od 1932 roku stanowi własność państwową. Nieustannie trwają tu prace konserwatorskie.