A helyén eredetileg egy kis méretű, korai barokk vadászkastély állt. Ezt kezdte el átépíteni és bővíteni a művész-hármas: Levau, Lebrun és le Nötre. A munka első ütemében Levau körülépítette a meglevő kastélyt, s ahhoz csatlakozva egy újabb, nagyobb méretű előudvart alakított ki. Levau halála után Mansart vette át az irányítást. Az addig elkészült épülettömbhöz, mely a jelenlegi kastély kertre néző nagy rizalitja, két oldalról belső udvarok köré elrendezett szárnyakat csatolt, egységesítette a homlokzatokat s felépítette a kápolnát. Vele egyidejűleg Lebrun dolgozott az emeleti termek díszítésén, s a park kialakításán. A 18. században is bővített, végső formájában a versailles-i kastély egészében áttekinthetetlen, az együttes tengelyére merőlegesen elnyúló, megközelítően 500 m hosszú, terjengős épület. A homlokzatokat Mansart alakította ki, klasszikus hangvételű, tartózkodóan elegáns architektúrával. A földszintet vakív-sor, az első emeletet választékosan formált Colosseum-motívumok sora tagozza. A második emelet a főpárkányra ül rá. Az egyik oldalon a királyi, vele átellenben a királynői lakosztály szalonjai. A királyi lakosztály termeit a Háború szalonja, a királynő teremsorát a Béke szalonja zárja le. Közöttük húzódik a kastély legpompásabb helyisége a központi Tükörgaléria. A folyosószerűen elnyúló terem oldalfalait márvány pilaszterek tagozzák s a kertre nyíló ablakokkal szemben hatalmas tükrök díszítik. A boltfelületet dekoratív stukkó keretrendszer osztja. A keretek között kimaradó, váltakozó nagyságú mezőket gazdag színhatású festmények töltik ki. A kastély mögött terül el a versailles-i együttes legnagyobb értéke, az óriási park. A sugárutak mentén szerveződő kertet virágdíszes teraszok, lépcsők, szökőkutak, tágas vízmedencék gazdagítják. Van benne növényház, nyírott cserjékkel kiképzett labirintus, antik körtemplomot utánzó pavilon, festői majorság, színház és az udvari élet kényelmét, a szórakozást szolgáló számos más épület.

A kastélyt egyébként XIV. Lajos király kezdte építtetni.