Dès le VI siècle, les rives du Loiret furent occupées par des ordres religieux, qui y construisirent les levées et les moulins. Les religieuses du prieuré de La Madeleine possédaient une bonne partie du terrain occupé aujourd'hui par le parc de La Fontaine, ainsi que les deux moulins voisins, les Béchets et Saint Julien.
Au X siècle, elles construisirent un petit oratoire consacré à Saint Julien le pauvre, saint patron des bateliers d'eau douce. Les pèlerins affluaient, attirés par une source proche de l'oratoire, appelée la fontaine de Saint Julien, qui était réputée guérir la gale. S'il s'agit de la même source, voilà la première mention de la source qui donnera plus tard son nom à La Fontaine.
À la fin du XVI siècle, les saccages protestants lors des guerres de religion appauvrirent les communautés religieuses du Loiret, qui durent vendre certaines de leurs terres. C'est ainsi qu'un fermier, Martin Courtigier, acquit en 1575 un terrain agricole de quatre arpents (deux hectares) au lieu-dit la fontaine de Saint Julien. Il construisit une ferme à l'emplacement de l'orangerie actuelle. La propriété passa ensuite de main en main. Claude Le Semelier, échevin d'Orléans, bâtit à l'emplacement des communs actuels une maison des vignes — équivalent d'une maison de campagne — de trois chambres.
En 1638, Léonor de Raganne acheta la propriété de La Fontaine et l'agrandit jusqu'à 200 arpents (100 hectares). Il construisit la partie centrale du château et l'orangerie. Il aménagea un parc à la française avec des ronds-points en étoile. La tradition veut que Le Nôtre ait dessiné le plan du parc, comme celui d'autres propriétés le long du Loiret et notamment le parc de la Source. La propriété passa ensuite à François Le Rebours, prévôt d'Orléans, puis à la marquise de Maupas.
En 1754, celle-ci vendit la propriété à M Pinchinat, surnommée la belle Madame Pinchinat, dont le portrait au pastel par Perroneau figure au musée des beaux arts d’Orléans. M Pinchinat construisit les deux pavillons latéraux du château.
À la Révolution, les biens du clergé furent confisqués et mis en vente. C'est ainsi que les religieuses de la Madeleine perdirent au profit de M Pinchinat les deux moulins voisins, les Béchets et Saint Julien, ainsi que la chaussée des Béchets.
En 1797, à la mort de M Pinchinat, la propriété passa à son arrière-petit-fils, Léon Hector Patas d'Illiers. Celui-ci se passionna pour l'aménagement de la propriété, ce qui lui valut le surnom de l'amateur de jardins. Il transforma le parc classique à la française pour en faire un parc à l'anglaise, selon le goût de l'époque. Cependant, il conserva les deux rond-points en étoile, caractéristiques du style classique, et aménagea un potager à la française. Il planta de nombreuses essences et ménagea des vues sur les moulins et sur la cathédrale d'Orléans. Le tracé du petit bras de la rivière fut redessiné et la source s'abrita sous une grotte artificielle imitant la nature. Il construisit sur le côté ouest du château une bibliothèque de forme ovale. La façade nord reçut une colonnade en pergola, qui a disparu depuis, et un fronton toscan. Sur la façade sud, il remplaça les mansardes classiques par un demi-étage aux fenêtres basses, du style de la Malmaison. Il agrandit la propriété en achetant le moulin et la maison du Bac, ainsi que la ferme des Blanchisseries à l'est. Il construisit deux pavillons de gardiens, l'un à l'ouest et l'autre au nord.
Léon Ernest Patas d'Illiers, fils de Léon Hector, créa la serre entre le château et l'orangerie. Le château fut inondé à plusieurs reprises par les crues du Loiret et fut restauré à chaque fois. Gaston Patas d'Illiers, petit-fils de Léon Ernest, fut un sculpteur animalier réputé. Au XX siècle, la propriété diminua, passant à 20 hectares, en perdant notamment les moulins, la ferme et les pavillons de gardiens. Aujourd'hui, La Fontaine reste une habitation privée, occupée par la même famille depuis deux siècles et demi.
