La historia de Schönbrunn y de sus edificaciones predecesores llegan hasta la edad media. La propiedad entera fue denominada „Katterburg“ desde los inicios del siglo XIV y fue parte del campo de dominio del monasterio Klosterneuburg. En los próximos siglos habían varios arrendatarios, entre ellos personas famosas como el alcalde de Viena Hermann Bayer en el año 1548, quien amplió las edificaciones y las hizo convertir en una mansión.

En el año 1569 cambió la propiedad a través de Maximiliano II a los Habsburgos. Según el contrato de compra pertenecían una casa, un molino, un establo, un jardín de esparcimiento y uno de frutales a la propiedad. Fue el fundamento para un domicilio representativo, así como para un jardín de esparcimiento y un jardín zoológico. El emperador, a quien le interesaban las ciencias naturales y quien se educó en la corte española, había comenzado ya unos años antes a criar caballos españoles. Esto contribuyó de modo determinante al establecimiento de la Escuela Española de Equitación de Viena en el año 1572. El emperador sucesivo Matteo usó la Katterburg para cazar. La leyenda dice que en unos de sus paseos de caza descubrió la Fuente Hermosa, la que de ahí adelante le da el nombre a la mansión: Schönbrunn (bella fuente).

Después de la muerte de Fernando II en el año 1637 la propiedad se convirtió a la sede de la viuda. Eleonora de Gonzaga, la viuda del emperador, era una amante del arte y aquí tenía una vida social viva. Hizo construir un palacete de esparcimiento en el año 1642, junto con eso se dió el cambio del nombre Katterburg al de Schönbrunn, el que se hizo constar en este año por primera vez. En el año 1683 la escuela ecuestre en el establo palaciego y el palacete de Schönbrunn, así como numerosos edificios de Viena fueron destruidos en el Segundo Sitio de Viena por el Imperio otomano. Después del triunfo contra los otomanos Leopoldo I decidió la construcción de un nuevo edificio representativo en Schönbrunn para el sucesor al trono José.

El arquitecto Juan Bernardo Fischer de Erlach, quien fue educado en Roma, diseñó en el año 1688 el así llamado „proyecto Schönbrunn I“ para el emperador, el cual en el año 1693 le ordenó concretar los planes para la construcción de un palacete de caza. A partir del año 1696 se construyó por partes encima de los cimientos del palacete destruído. Las obras en los flancos fueron suspendidas en el año 1701 debido a la guerra española de sucesión y a los problemas financieros relacionados. Después de la muerte inesperada de José cesaron las obras completamente.

De igual forma fue lenta la reconstrucción de la escuela equestre destruída. Solo entre los años 1729 y 1737 recibió un alojamiento adecuado con la construcción de la escuela equestre de invierno en el Palacio Imperial de Viena según los planes de José Emanuel Fischer de Erlach por orden de Carlos VI.

El palacio no terminado en Schönbrunn sirvió de residencia para la viuda del emperador, Guillermina Amalia. Hasta hoy se pueden ver los retratos de los caballos de pura sangre en el así llamado „Rösselzimmer“, que ella hizo colgar en este cuarto.