Il y a 40 000 ans, des populations nomades s'installèrent aux abords de la forêt. On en a découvert divers témoignages : outils de pierre taillée, ossements d'animaux : ours, éléphants, rhinocéros, cerfs géants. Durant cette période, la forêt était sauvage et hostile. L'homme y pénétrait donc rarement. Plus de 200 gravures rupestres sont disséminées dans le massif forestier. Elles sont attribuées à toutes les périodes entre le Paléolithique supérieur (vers -12000 av J.C.) et l'époque moderne, mais la plupart d'entre elles sont attribuées au Mésolithique (entre -9000 et -5500 av J.C.). Avec le Néolithique, l'homme développa la culture et l'élevage. Des villages se formèrent autour de la forêt, le centre de celle-ci manquant d'eau ne fut pas habité.

Vers l'an 1000, la forêt était formée d'une série d'enclaves que se partageaient de petits seigneurs et de riches propriétaires terriens. A cette époque, Robert II acquiert des droits sur la forêt de Brière où il allait chasser. En 1067, sous le règne de Philippe Ier, le pouvoir royal maîtrise l'ensemble du territoire de l'actuelle forêt. En 1137, sous Louis VII, l'existence d'une demeure royale est attestée.
En 1400, Charles VI ordonne la fermeture complète de l'espace forestier pour quelques mois, afin de vérifier les droits et usages de chacun sur le gibier et les bois (réformation). Cette procédure exceptionnelle va se renouveler de nombreuses fois sous l'Ancien Régime. Le château est rebâti à partir de 1527 par François Ier qui crée la charge de Grand Forestier, responsable des officiers et des gardes à cheval ayant chacun la surveillance et la gestion d'un canton de la forêt.

À l'époque de Louis XIV, moins de 20 % de la superficie est boisée. Colbert lance une nouvelle réformation en 1664 ainsi que des chantiers de plantation . Le roi parcourt alors la forêt chaque année en automne pour la chasse. En 1750 le pourtour de 90 km de la forêt est délimité par 1050 bornes encore visibles de nos jours. En 1786, une timide introduction de pins sylvestres est tentée. Après la Révolution, à la suite de nombreuses coupes sauvages et de la prolifération du gibier faute de chasse, Napoléon Ier réforme en 1807 l'administration forestière et celle du château. En 1830, la plantation de 6.000 autres ha de pin provoque la colère des artistes qui viennent chercher l'inspiration en forêt. Les peintres de l’École de Barbizon, emmenés par Théodore Rousseau, critiquent les plantations de résineux, les accusant de dénaturer les paysages. Ils fondent la Société des amis de la forêt de Fontainebleau pour protéger la forêt. En 1839, Claude-François Denecourt fait paraître son premier guide de promenade en forêt et aménage les premiers sentiers en 1842. Dès 1849, le chemin de fer arrive à Fontainebleau, ce qui va permettre aux Parisiens de visiter Fontainebleau par des excursions à la journée.
À la demande des peintres de l'École de Barbizon, les coupes de feuillus sont suspendues dans certains cantons appréciés des artistes. En 1853, des « sanctuaires de la nature » sont ainsi soustraits à l'action des forestiers. Pour la première fois en France, le souci de « protection de la nature », sous l'angle esthétique et paysager, va être associé à la gestion forestière. Puis par le décret impérial du 13 avril 1861, la « réserve artistique » est portée à 1 094 ha et enfin à 1 693 ha de 1892 à 1904. Elle constitue la première réserve naturelle au monde , avant même la création du parc national de Yellowstone aux États-Unis . En 1872, le premier Comité de protection artistique de la forêt de Fontainebleau est mis en place, auquel adhère, entre autres, Victor Hugo.

Utilisé dès la préhistoire pour dresser des mégalithes, fabriquer et polir des outils et graver des expériences de vie, c'est à partir du Moyen-Âge, avec le développement des constructions en pierres (fortifications et églises) et le début du pavage des rues, que l'exploitation des grès a pris de l’importance. En 1186 le roi Philippe Auguste, ne supportant plus les odeurs pestilentielles des rues de Paris, ordonne aux bourgeois de la ville d'en financer. L’exploitation des carrières de Fontainebleau atteint son apogée dans la première moitié du XIXe siècle avec la généralisation du pavage (en 1848, 4 millions de pavés soit 100.000 tonnes furent extraits). En 1846, 340 carriers étaient recensés dans la forêt, auxquels il faut adjoindre terrassiers, journaliers, compagnons, voituriers, forgerons ; le tout représentant environ 1000 emplois dans les moments de forte commande. L’activité déclina avec l’avènement du chemin de fer qui permit des approvisionnements plus diversifiés et plus lointains.

Le carrier se sert de son oreille car il sait ce qu'il va trouver, selon le son clair ou mat que fait l'outil en tapant la pierre. Le PIF annonce un grès dur et vif bien consolidé, le PAF annonce un grès parfait, moyennement consolidé, bien nourri, le POUF annonce un grès mou et friable.Les carriers souffraient du rhume de Saint Roch, en référence au patron des carriers. Il s'agissait d’une silicose aggravée de tuberculose pulmonaire, entraînant généralement la mort. Selon un rapport médical de 1811, les ouvriers mouraient après 20 ans de travail dans les carrières. Les éboulements étaient responsables de nombreux accidents mortels. Entre 1844 et 1857, l’âge moyen de décès des carriers (42 ans) présentait un écart de 15 ans par rapport à celui des autres professions (57 ans). Les carriers eux-mêmes, en épousant cette profession étaient conscients des périls encourus.

Epris de liberté, maître d'eux-mêmes au sein d'une forêt qu' ils considéraient comme leur propriété, les carriers constituent dans la première moitié du XIXème siècle, une population insoumise et prompte à la révolte. En 1907 l'exploitation du grès est interdite et en 1983 la dernière grande carrière ferme. Afin de continuer à extraire et tailler le grès pour les restaurations particulières et les monuments historiques il existe une carrière à Moigny-sur-École

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