Lorsque Louis XIII vient y chasser, puis décide, fin 1623, d’y faire construire un petit relais de chasse, Versailles est un village prospère. En contrebas de la butte où se dresse le petit château, le bourg se trouve situé sur l’itinéraire des troupeaux venant de Normandie en direction des abattoirs parisiens. Les agrandissements successifs du château (notamment la construction du Grand Commun, achevée en 1684) et de la ville nouvelle le font presque totalement disparaître pour laisser place à un nouveau quartier. Celui-ci prendra, en souvenir de cet ancien village d’origine médiévale, l’appellation de « Vieux-Versailles ».

Mais c’est tout d’abord l’actuel quartier Notre-Dame, au nord-est du château, qui s’ébauche, à la suite d’une ordonnance du Roi signée le 22 mai 1671 à Dunkerque. Les séjours de plus en plus fréquents de Louis XIV et de sa cour au château de Versailles, accompagnés de réjouissances qui pouvaient réunir des milliers de personnes, nécessitaient une intendance à leur mesure. Ils rendaient indispensable le déploiement d’une véritable cité qui offrît suffisamment de logements et les commodités afférentes. Louis XIV l’encourage en déclarant, en mai 1671, qu’il fait « don de places à toutes personnes qui voudront bâtir depuis la Pompe dudit Versailles jusqu’à la ferme de Clagny (…) à la charge d’entretenir les bâtiments en l’état et même symétrie ». C’est ainsi que la ville de Versailles va s’étendre, de part et d’autre du château et selon les trois grandes avenues qui convergent vers lui.

Dans un premier temps, la « Ville-Neuve », au nord, se développe rapidement entre l’avenue menant à Saint-Cloud et l’étang de Clagny. Destinée à accueillir la population au service de la Cour et du Roi, elle est tracée par l’architecte Louis Le Vau et son associé François d’Orbay. La place Hoche (ancienne place Dauphine) la relie, en 1674, au château, selon un dispositif qui s’imposera durablement comme modèle d’urbanisme. Un peu plus tard, en 1686, l’architecte Jules Hardouin-Mansart est chargé de la construction de l’église Notre-Dame qui tiendra lieu de paroisse royale dont dépendaient le roi, la famille royale et tous les courtisans.

La décision de Louis XIV, en 1677, de faire du château de Versailles sa résidence principale et d’y fixer son gouvernement donne, en effet, une nouvelle impulsion à la ville. À Mansart est confié le soin de réaliser les aménagements nécessaires comme La Grande Écurie, pour les chevaux, et la Petite Écurie, affectée aux voitures ou le Grand Commun qui réunit les « services de la Bouche » : celliers et cuisines utilisés pour le Dauphin et autres personnes proches du Roi. Le Potager du Roi , tracé à la demande de Louis XIV, offre une vision théâtrale des cultures destinées à l’approvisionnement de la cour et des fruits et légumes cultivés dans cette tradition.

Les officiers à son service s’avèrent toujours plus nombreux : Louis XIV fait dessiner, en 1685, par Mansart un autre quartier à l’emplacement de l’ancien village et de la réserve de chasse de Louis XIII, le Parc-aux-Cerfs. Selon une trame orthonormée, le quartier Saint-Louis se développera surtout au XVIIIe siècle, après le retour de Louis XV devenu roi et de sa cour.

Dès 1725, une église est édifiée pour les habitants du nouveau quartier Saint-Louis. S’avérant rapidement trop étroite, elle est remplacée par la cathédrale Saint-Louis, bâtie entre 1742 et 1754 par Jacques Hardouin-Mansart de Sagonne, petit-fils de l’architecte de Louis XIV. Aujourd’hui cathédrale de Versailles, la très belle église baroque du quartier Saint-Louis accueillit la procession d’ouverture des États-Généraux et les derniers signataires du serment du Jeu de Paume

À droite comme à gauche du château, la ville, au XVIIIe siècle, poursuit son extension, parfois sur ordre du Roi. Le marché Notre-Dame, en 1725, et le marché Saint-Louis, en 1736, s’organisent selon des « carrés », consacrés chacun à des denrées spécifiques.

Le marché Notre-Dame est toujours situé au même emplacement depuis le XVIIe siècle, et il est le deuxième marché d’Île-de-France. Quant au marché Saint-Louis, il se présente sous forme d'ensemble de «baraques» organisées en carrés, et destiné à abriter les étals du marché sous Louis XV, avant d’être transformé en habitations. Cette singularité urbaine que présente le marché Saint-Louis est unique en France. Elles abritent aujourd’hui de charmantes boutiques dont certaines dédiées aux métiers d’art.

Non loin du marché Notre-Dame, au Passage de la Geôle, se trouve le quartier des antiquaires, un marché vivant de l’art et de l’antiquité situé au cœur de la ville dans un passage piétonnier préservé depuis 1671.

Le boulevard de la Reine (1733) s’impose comme un nouvel axe, en bordure de l’étang du château de Clagny qui, asséché à la fin du règne de Louis XV, permettra la construction du quartier des Prés.

Le long de ce boulevard se trouve, notamment, l’hôtel Lambinet (1751) qui abrite, depuis 1932, un musée. Cet ancien hôtel particulier comporte un grand nombre d’œuvres et de documents relatifs à l’histoire de la cité royale, l’art de vivre au XVIIIe siècle et les Droits de l’Homme.

Louis XV encourage, par ailleurs, l’édification de nouveaux bâtiments administratifs. La construction par Jean-Baptiste Berthier, en 1760, de l’Hôtel de la Guerre, puis celle de l’Hôtel des Affaires étrangères et de la Marine, à proximité du château, a pour but de centraliser de nombreux services qui s’étaient disséminés dans Paris. C'est dans ce dernier que fut négocié le traité de paix de 1783 entre la France et la Grande-Bretagne, mettant fin à la Guerre d’Indépendance Américaine.

Les reines de France ont elles aussi contribué à l’embellissement de la ville de Versailles Le Lycée Hoche (1772), dû à l’architecte Richard Mique, est l’ancien couvent des Augustines fondé par l’épouse de Louis XV, Marie Leszczynska pour l’éducation des jeunes filles. Quant au Théâtre Montansier, il est l’un des plus vieux théâtres à l’italienne de France, il fut inauguré en 1777 en présence de Louis XVI et Marie-Antoinette, et a bénéficié du soutien de Marie-Antoinette qui assiste fréquemment aux représentations qui y sont données.

Bien qu’elle y prit naissance, la Révolution mit brutalement fin au rayonnement de Versailles et à son développement. Le départ de la monarchie et du gouvernement plongent la ville dans une récession économique : d’environ 60 000 habitants en 1789, on passe à 25 000 au début du XIXe siècle.

La proclamation de l’Empire allemand dans la Galerie des Glaces, puis la Commune, en 1871, feront douloureusement renouer la ville de Versailles avec l’histoire nationale. Les élections des Présidents des IIIe et IVe Républiques, puis la tenue des Congrès pour voter les révisions de la Constitution au Château ont donné un autre rôle politique au château, devenu l’un des hauts lieux de la République.