Венсенский замок был построен для королей Франции в XIV—XVII столетиях в Венсенском лесу, на месте охотничьего поместья XII века. Вокруг замка сложился город Венсен, в наши дни — юго-восточное предместье Парижа.
Во второй половине XIII века в Венсенском замке женились короли Филипп III и Филипп IV и скончались Людовик X, Филипп V Длинный и Карл IV.
Во времена французских религиозных войн XVI века замок стал тюрьмой, в том числе — для будущего короля Генриха IV.
В XVII веке архитектор Луи Лево выстроил по заказу Людовика XIV два павильона — один предназначался для вдовствующей королевы, другой — для кардинала Мазарини. Однако после того, как внимание короля отвлёк новый проект — Версаль — работы по обустройству новых дворов были заброшены.
В XVIII веке короли навсегда покинули замок. В нём расположились венсенская фарфоровая мануфактура (c 1740) и потом снова тюрьма. В Венсене сидели герцог де Бофор, Николя Фуке, Джон Ванбру, маркиз де Сад, Дидро и Мирабо.
В XX веке в замке были казнены: французами — Мата Хари в 1917 г., немцами — 30 мирных заложников в 1944 г.