Lors de la Renaissance du XII^e siècle, une nouvelle église est édifiée sous l’abbatiat de Guillaume de Donjon, le futur Saint Guillaume. Son porche en appentis s’ouvre au niveau du chevet de l’ancienne église. Les dimensions du nouvel édifice (92mx46m) sont considérables. Elles peuvent être comparées à celles d’une cathédrale.

La chapelle Sainte-Marie fut aussi nommée « Chapelle royale » (XVI^e au XX^e siècle) avant de devenir « Chapelle de l’Abbé » pour quelques décennies. Elle retrouve son appellation médiévale après la restauration de 2006.

L’entrée sur le pignon ouest a été aménagée par madame Nélie Jacquemart-André. La Salle des moines nommée auparavant Salle de Chasse vous accueille ensuite. C’est une salle de réception où s’accumulent peintures, sculptures et objets du Moyen Âge et de la Renaissance provenant de l’Europe entière.

Créé en 2012 lors des célébrations du tricentenaire de la naissance du philosophe. Une nouvelle scénographie permet de découvrir les trois fonds qui constituent la collection Rousseau de Chaalis.

En 1807, un nouveau moulin à grains est édifié sur la digue de l’étang de la pêcherie. Dès 1902, Nélie Jacquemart André fait déposer la roue à aubes et installer une turbine dans un fosse, à 6m de profondeur, pour fabriquer de l’électricité. L’installation est complétée par une dynamo, une pompe et un grand tableau électrique en marbre. Dès 1904, 327 lampes électriques illuminaient le château. Abandonnée en 1962, la centrale connaît désormais une seconde vie grâce à la restauration scrupuleuse réalisée par les deux frères Fourreau.

Le haut portail qui porte les armes du cardinal d’Este et le mur crénelé construit par Sebastiano Serlio donnaient accès au petit jardin que le cardinal avait fait installer, et dans lequel avaient été édifiés un pavillon, une pergola et une volière. L’actuelle roseraie, créée en 1998 par le jardinier paysagiste André Gamard, succède à une autre roseraie et remplace le jardin fleuriste du XIX^e siècle. Au fil des plates-bandes, animées par des structures verticales, arceaux et colonnes, les roses sont mêlées à des plantes vivaces dans des « scènes jardinées », regroupées par couleur et fréquemment renouvelées sur les différents axes de promenade.

Le parc actuel, avec ses bassins curvilignes et son canal rectiligne est situé au nord du château. Il correspond en grande partie au jardin aménagé au XVIII^e siècle.