Die Geschichte Schönbrunns und seiner Vorgängerbauten reicht bis in das Mittelalter zurück. Das gesamte Anwesen wurde seit Beginn des 14. Jahrhunderts als „Katterburg“ bezeichnet und befand sich im Grundherrschaftsbereich des Stifts Klosterneuburg. In den folgenden Jahrhunderten schienen zahlreiche Pächter auf, darunter auch sehr prominente wie der Wiener Bürgermeister Hermann Bayer im Jahre 1548, der das Anwesen baulich erweitern und in einen Herrensitz umwandeln ließ.

Im Jahre 1569 kam das Anwesen durch Maximilian II. in habsburgischen Besitz, zu dem laut Kaufvertrag ein Haus, eine Mühle, ein Stall sowie ein Lust- und Obstgarten gehörte. Damit war der Grundstein für einen repräsentativen Wohnsitz sowie für einen Lust- und Tiergarten gelegt. Der naturwissenschaftlich interessierte und am spanischen Hof erzogene Kaiser führte bereits wenige Jahre zuvor die Zucht spanischer Pferde ein, die zur Errichtung der höfischen Reitschule in Wien 1572 maßgeblich beitrug. Der nachfolgende Kaiser Matthias nutzte die Katterburg zum Jagen und soll einer Legende zufolge bei einem seiner Jagdausflüge im Jahre 1612 den Schönen Brunnen entdeckt haben, der dem Anwesen in der Folge den Namen Schönbrunn gab.

Nach dem Tod Ferdinands II. 1637 wurde das Anwesen Witwensitz und die kunstsinnige Kaiserinwitwe Eleonore von Gonzaga führte hier ein reges gesellschaftliches Leben. Sie ließ um 1642 ein Lustschloss errichten, das mit der Umbenennung der Katterburg auf den Namen Schönbrunn einherging, der im gleichen Jahr erstmais urkundlich erwähnt wurde. Im Jahre 1683 fielen neben zahlreichen Wiener Bauten auch die höfische Reitschule in der Stallburg und das Lustschloss Schönbrunn den Verwüstungen der Türkenbelagerung zum Opfer. Nach dem Sieg über die Türken fasste Leopold I. den Entschluss, für den Thronfolger Joseph einen repräsentativen Neubau in Schönbrunn zu errichten.

Der in Rom ausgebildete Architekt Johann Bernhard Fischer von Erlach entwarf 1688 das so genannte „Schönbrunn I-Projekt“ für den Kaiser, der ihn schließlich 1693 mit konkreten Plänen für den Bau eines Jagdschlosses beauftragte; ab 1696 wurde dieses zum Teil auf den noch vorhandenen Grundmauern des zerstörten Lusthauses errichtet. Der Ausbau der Seitenflügel kam durch den spanischen Erbfolgekrieg ab 1701 und den damit verbundenen Finanznöten ins Stocken, die noch notwendigen Bauarbeiten nach dem überraschenden Tod Josephs gänzlich zum Erliegen.

Ähnlich zögernd verlief der Wiederaufbau der zerstörten Reitschule, die erst zwischen 1729 und 1737 durch die Errichtung der Winterreitschule in der Wiener Hofburg im Auftrag Karls VI. nach Plänen von Joseph Emanuel Fischer von Erlach eine entsprechende Unterkunft erhielt.

In Schönbrunn diente das unvollendete Schloss als Witwensitz für Wilhelmine Amalie, die bereits einen ihrer Räume mit Portraits edler Pferde ausstatten ließ, die heute noch im so genannten Rösselzimmer zu sehen sind.