La història del palau de Schönbrunn es remunta fins a l’edat mitjana, però s’esclareix a partir del segle XIV. Segons la llegenda, l'emperador Matthias d’Habsburg, que va regir el Sacre Imperi Romano-Germànic durant set anys al començament del segle XVII, va ser el responsable de l’actual nom.
L’efímer emperador es trobava als voltants del pavelló de caça de Katterburg quan hi va descobrir una font que li va semblar prou bonica com per identificar-la amb aquest nom: en alemany, Brunn vol dir font i schön bonic.
El que havia estat un pavelló de caça per afrofitar la riquesa cinegètica dels boscos que envoltaven Viena va evolucionar per convertir-se en residència d’estiu de la família reial austriaca, titulars indiscutits de la dignitat imperial germànica fins a la dissolució de l’Imperi, que va trobar la seva continuació en la unió entre Àustria i Hongria a començaments del segle XIX.
Mentre tant, Àustria s’involucrà en diverses guerres al llarg del segle XVII. A la dels Trenta Anys, quan es va veure com l’exèrcit suec arribava a les portes de Viena. Davant d’Hongria, que volia obtenir la seva independència efectiva. I contra l’Imperi Otomà, que culminà el 1683 amb el setge turc de Viena, que va acabar salvant-se gràcies a tropes poloneses i cosaques.
Però Schönbrunn, nom que va ser fet servir oficialment per primera vegada quan la vídua de l’emperador Ferdinand II, Eleonora Gonzaga, s’hi va instal·lar entre el 1637 i 1642, no es va salvar del setge. Va ser l’arquitecte Johann Bernhard Fischer von Erlach el que va intervenir en aquesta transformació, encarregada per l’emperador Leopold I, contribuint significativament a l’aspecte actual.
Fischer von Erlach va ser un dels arquitectes més prolífics del barroc austriac i seva és la concepció de la Karlskirche, a Viena, fàcilment reconeguda per les dues sinuoses columnes que emmarquen la façana d’aquesta església dedicada a Sant Carles Borromeu. Schönbrunn va romandre inacabat a causa de la mort sobtada de Joseph I (1711) i fou la residència de la seva vídua Wilhelmine Amalia.
El 1728 l'emperador Karl VI va reprendre el relleu a les obres i posteriorment el va donar a la seva filla Maria Theresia. L’emperadriu va encarregar l’adaptació a l’estil rococó a Nikolaus Pacassi i hi va establir la seva residència d’estiu.
El primer que va ordenar va ser l'expansió dels apartaments imperials a l'ala est amb sales d’audiència i salons per a Maria Theresia i el seu consort, Franz Stefan von Lothringen, que ja es pogueren ocupar el 1746. La coronació del marit de Maria Theresia com a emperador romano-germànic a Frankfurt el 1745 va donar un nou impuls a Schönbrunn per convertir-se en residència imperial d’estiu, amb tot un seguit de nous edificis.
Una de les característiques del palau és el seu color groc, una tonalitat identificada amb el mateix Schönbrunn com una de les seves especificitats més singulars. Però el palau mateix no és un sol edifici. El seu immens parc i els boscos que l’emmarcan donen cabuda a d’altres peces úniques: l’hivernacle Palmenhaus de plantes exòtiques, ruïnes romanes, fonts monumentals, un zoològic… Tot presidit per la Gloriette que s’alça al lloc més alt del parc.
No va ser fins a finals del segle XIX que l’emperador Franz Joseph, que va néixer i va morir a Schönbrunn, va viure-hi tot l'any i, amb ell, una de les residents més famoses del palau, la princesa Elisabeth de Wittelsbach, duquessa de Baviera, més coneguda com a Sissi.