Lorsque Marie-Josèphe-Rose de Tascher de La Pagerie, dite Joséphine de Beauharnais (1763-1814), épouse depuis 1796 de Napoléon Bonaparte, achète, le 21 avril 1799, le château de Malmaison, c’est une demeure sans prétention.

Bonaparte demande à ses architectes Charles Percier-Bassant et Pierre Léonard Fontaine de simplement rénover le château en renforçant les murs extérieurs et en rafraichissant la décoration.

Passionnée de botanique, Joséphine va considérablement agrandir son parc qui s’étendra bientôt sur plus de 700 hectares plantés d’arbres provenant d’essences rares. Elle fait aussi aménager une roseraie et acclimate de nombreuses plantes d’origine subtropicale dans les serres chaudes du château de la Petite Malmaison. Elle rassemble également nombre d’oiseaux et d’animaux exotiques.

Jusqu’à l’automne 1802, Bonaparte réside régulièrement au château qui devient alors, avec le palais des Tuileries, le centre névralgique du gouvernement français. Il aime en effet y traiter aussi bien des dossiers politiques importants que des événements familiaux plus intimes comme la célébration du mariage d’Hortense, la fille de Joséphine, avec son frère Louis en 1802.

Puis, le Premier consul choisit plutôt de séjourner au palais de Saint-Cloud et, devenu empereur et Joséphine impératrice des Français et reine d’Italie, il accompagne alors plus rarement son épouse à Malmaison. En 1809, lors de son divorce, il lui laisse le domaine où elle se retire. Elle reçoit beaucoup et notamment, en 1814, le roi de Prusse, Wellington, Bernadotte et le tsar Alexandre Ier. Accueillant ce dernier, elle prend froid et contracte une pneumonie qui l’emporte, le 29 mai 1814. Inhumée dans l’église Saint-Pierre-Saint-Paul de Rueil, les cendres de sa fille Hortense la rejoignent en 1838.

Eugène de Beauharnais, fils de son premier mariage avec le vicomte Alexandre de Beauharnais, hérite du domaine ; à sa mort en 1824,  il est vendu deux fois avant de revenir, en 1861, à Napoléon III, petit-fils de Joséphine qui y inaugure un musée impérial.

Saccagé par les combats de la guerre de 1870, vendu en 1877 à un marchand de biens qui lotit les terrains, il est sauvé par le philanthrope Daniel Iffla dit Osiris en 1896 qui le donne à l’Etat en 1904 ; le domaine de Malmaison devient un musée en 1906.