Rentré de sa campagne d'Egypte en 1799, Bonaparte décide de transférer à Saint-Cloud le 18 brumaire, le conseil des Anciens et le conseil des Cinq Cents. A la suite du coup de force de Bonaparte qui investit l'Orangerie avec sa troupe, le Directoire démissionne et un Consulat de trois membres est créé, mettant fin à la Révolution.
Le château de Saint-Cloud devient la résidence d'été du premier consul puis de l'empereur. Percier et Fontaine coordonnent les nouvelles installations de cette demeure, appelée désormais Palais, et un nouveau mobilier est livré par Jacob-Desmalter.
La présence des souverains à Saint-Cloud était signifiée aux parisiens par une flamme allumée en haut de la lanterne de Démosthène. Le château est le témoin de grands évènements de la vie des Bonaparte comme la proclamation de Napoléon empereur des français par Cambacérès le 18 mai 1804 ou la célébration du mariage civil de Napoléon avec Marie-Louise le 1er avril 1810.
A la chute de l'Empire, le maréchal Blücher s'installe à Saint-Cloud, brûlant certains décors et volant tableaux et mobiliers. Lorsque le roi Louis XVIII prend possession de Saint-Cloud avec sa famille, il efface les marques de l'Empire et il crée un nouveau jardin réalisé sur la colline de Montretout, appelé Jardin du Trocadéro.
Devenu roi en 1824, Charles X aime faire à Saint-Cloud des séjours réguliers. De même, Louis-Philippe, avant d'être chassé lui aussi par une révolution en 1848, entreprend le réaménagement de Saint-Cloud pour abriter sa nombreuse famille.
Le 2 décembre 1852, Napoléon III est proclamé Empereur dans la Galerie d'Apollon et de grands travaux sont effectués dans le château en 1853. Le château reçoit des aménagements confortables et modernes (salles de bain, chauffage...) et il est remeublé d'admirables ensembles d'époque Louis XVI.
C'est de Saint-Cloud que l'empereur et le prince impérial partent pour le front de l'est le 28 juillet 1870 depuis la gare réservée, installée dans le parc. L'impératrice Eugénie donne l'ordre de fermer le château et de le démeubler. L'armée prussienne occupe le parc de Saint-Cloud après le désastre de Sedan. Le siège de Paris commence. Le 13 octobre, une batterie française du Mont Valérien tire un obus qui explose dans la chambre de l'empereur, puis 10 autres obus s'abattent dans différents points du château. L'incendie se déclare et dure deux jours. Chaque nuit, les ruines sont pillées par les maraudeurs, après le départ des troupes allemandes le 20 février 1871. Vingt ans plus tard, en 1892, il est ordonné de détruire les restes du château et de vendre les matériaux. Le plus beau château de France a cessé d'exister.