El edificio que alberga el museo desde su fundación es el castillo del Louvre, luego reconvertido en palacio real. Su origen se remonta al siglo xii, y fue objeto de ampliaciones renacentistas y otras más tardías. En este edificio acumuló el rey Carlos V (1338-1380) sus colecciones artísticas. Ya en el siglo xvi, los monarcas Francisco I y Enrique II planearon reformas para hacer de él una verdadera residencia real renacentista.
Los monarcas franceses mostraron, ya desde el siglo xiv, afición por adquirir obras de arte, debiendo destacarse la labor de Francisco I, quien protegió al italiano Leonardo da Vinci en sus últimos años. Sin embargo, fue la reina consorte Catalina de Médici la que esbozó el proyecto que hizo del Louvre el gran palacio que es actualmente, labores que continuó Enrique IV después de las guerras de religión.
La construcción del Palacio de Versalles, agilizada bajo el reinado de Luis XIV, hizo que el Louvre quedara desocupado por la familia real a finales del siglo xvii, y por ello se instalaron en él, ya en el siglo xviii, la Academia Francesa y después las restantes academias. Allí se celebraron exposiciones anuales de la Real Academia de Pintura y Escultura. Con todo, la colección real era relativamente pequeña hasta que Luis XIV adquirió las colecciones del banquero Jabach y del cardenal Mazarino. Luis XV adquirió la colección del príncipe de Carignan, y Luis XVI, cuadros de las escuelas flamenca y neerlandesa.
En 1774, el conde de Billarderie d'Angiviller es nombrado Director de Edificios del reino e inicia realmente la investigación y planificación del Museo en la Gran Galería del Louvre, que a la postre sería inaugurado tras la caída del "viejo régimen", en 1793. D'Angiviller retomó la política de adquisiciones olvidada desde el reinado de Luis XIV y buscó llenar los huecos que poseía la colección para dar una idea más completa de las diversas escuelas de pintura representadas en ella.
En 1784, el pintor Hubert Robert es nombrado conservador del futuro museo, comenzado el traslado de obras propiedad del reino desde los palacios de Versalles y de Luxemburgo y creando expectación entre la población de París por tener acceso a las obras.