Le palais du Roi de Rome est un édifice projeté par l'empereur Napoléon Ier pour être la résidence de son fils. Il devait être construit sur la colline de Chaillot et être et le centre d'une cité impériale administrative et militaire. C'est en février 1811 que Napoléon Ier décida la construction de cet édifice et qu'il décida de baptiser Palais du Roi de Rome dès avant la naissance de son fils.
En 1810, Napoléon Ier est à l'apogée de sa puissance. Il rêve pour lui-même et pour sa dynastie d'un palais immense, "dans une position et une vue admirable", d'un "kremlin cent fois plus beau que celui de Moscou", d'un "monument supérieur à tous les palais passés et présents", de "quelque chose qui réunisse les avantages individuels des plus célèbres palais du monde civilisé, mais qui les éclipse tous en magnificence comme en grandeur".
Il songe d'abord à l'ériger à Lyon, centre géographique de l'Empire depuis la conquête de l'Italie et dont il apprécie la tranquillité. Pierre Fontaine suggère l'idée de construire ce palais sur la colline de Chaillot. Finalement, en février 1811, Napoléon Ier donne l'ordre à ses deux architectes, Charles Percier et Pierre Fontaine de lui présenter un projet pour l'embellissement du bois de Boulogne, en y ajoutant un palais qu'il destine à son fils, le roi de Rome, bâti sur le sommet de la montagne de Chaillot.
Par un décret du 16 février 1811, Napoléon Ier ordonna la création d'un fond spécial pour la construction du Palais de Rome. Néanmoins, la retraite de Russie obligea l'empereur à réduire l'ampleur du projet puis la chute de l'empire mit un terme à ce dessein grandiose. Percier et Fontaine ne se consoleront jamais d'avoir été empêchés par les événements d'exécuter ce projet : leur rêve eût transformé en entier les rives de la Seine ainsi que le Bois de Boulogne, "et leur eût imprimé à jamais le caractère impérial".
Le Palais du Roi de Rome devait s'étayer en amphithéâtre sur la hauteur de Chaillot dans l'axe du pont d'Iéna, du Champ de Mars et de l'Ecole militaire. En projetant de construire le corps principal du palais au sommet de la colline de Chaillot, l'objectif de Percier et Fontaine était de le mettre en valeur en même temps que la beauté du site et des vues et l'élégance des horizons. La localisation du palais permettait de faire primer l'immensité des bâtiments, des salles, des cours et des dépendances.
Le corps principal du palais devait être constitué d'un grand parallélogramme dont le centre aurait été occupé par une vaste salle des fêtes. Deux petites cours, ornées de fontaines, à droite et à gauche du grand salon, auraient éclairé les grands escaliers, la chapelle, la salle de spectacles et toutes les communications du service intérieur du palais.
La façade eût été imposante et longue de 400 mètres. Elle aurait été accessible par une triple rangée de rampes d'accès et aurait frappé les imaginations par l'ampleur de sa colonnade elliptique à demi close, enserrant la cour d'honneur et la salle des fêtes destinée à accueillir les rois de l'Europe, alliés de l'empereur des Français.
L'appartement d'honneur ou de réception aurait occupé toute la façade du midi, la façade du nord donnant sur les parterres aurait eu d'un côté l'appartement de l'empereur, de l'autre celui de l'impératrice, avec leurs dépendances. Les salons de réception et les vestibules et les antichambres, auraient rempli au levant et au couchant les deux ailes en retour. Deux ailes avec un seul étage en prolongement de la façade du nord se seraient prolongés jusqu'aux entrées latérales du côté de Chaillot et de Passy. Elles auraient été destinées à l'habitation des princes français.
Le plan général du palais conçu en 1811 prévoyait que le palais pourrait abriter outre la cour impériale et un très nombreux personnel, 400 chevaux et 80 voitures.
Percier et Fontaine ont décrit leur projet de palais dans un article de la Revue de Paris et notamment comment on y aurait accéder depuis le Pont d'Iéna. Selon eux : "Le site et la disposition générale du palais du Roi de Rome eussent été déjà un grand avantage sur le site et la disposition de Versailles. On y serait arrivé, du côté du midi, par trois rangs de pentes douces à droite et à gauche du pont d’Iéna, jusqu’au sol de la cour d’honneur, d’où, en suivant les deux portiques circulaires à quatre rangs de colonne, de chaque côté de la cour, les voitures auraient pu aller à couvert jusqu’au pied des deux grands escaliers du palais.
Entre ces colonnades et les bâtiments de service, on au d’un côté la cour des ministres, et de l’autre celle des princes.
Deux grandes cours longues, entourées de bâtiments au de la première rampe, auraient été destinées, moitié aux cuisines et aux offices divisés en deux services, et moitié aux chevaux d’attelage, avec les remises, les magasins pour voitures, les chevaux de selle, les accessoires et les logements nécessaires pour les personnes attachées à la maison du prince.
Le grand portique, à la hauteur de la seconde rampe, au-dessus de la cour d’honneur, aurait renfermé, pendant l’hiver, tous les orangers et les arbustes des parterres. Le portique à trois arcades, au-dessous, était le vestibule donnant entrée aux escaliers et aux corridors souterrains qui conduisaient directement au palais ; cette espèce de grotte (…) était ornée de trois fontaines formant cascades, avec deux bassins servant d’abreuvoir au dehors."
Le Bois de Boulogne devait être agrandi de la plaine de Longchamp. Annexé au palais, il devait en être le parc. Les jardins du Palais du Roi de Rome devaient englober le site de l'ancien château de Madrid, les châteaux de Bagatelle et de la Muette. Ces jardins devaient s'étaler jusqu'à l'arc de Triomphe, border la route de Saint-Germain (actuelle avenue de la Grande Armée) et laisser la place à de spacieux bâtiments répartis de la Porte Maillot à la Muette, destinés à abriter la Faisanderie et la Ménagerie, cette dernière orientée vers les frondaisons et les profondeurs du Bois de Boulogne.
Des appartements du palais sur la façade nord où se trouvaient les parterres et les jardins, on aurait eu pour point de vue le Bois de Boulogne, qui aurait été lié aux plantations de la plaine pour former le grand parc. Près de la barrière de Chaillot, un déviation du Canal de l'Ourcq devait amener les eaux dans les parties les moins élevées des parterres, dans les jardins, dans les cours des palais et dans les dépendances.
Deux boulevards devaient isoler le palais sur les côtés et d'immenses quinconces devaient relier les bâtiments au Bois de Boulogne. Le Château de la Muette, devenu le chef-lieu de la Vénerie, aurait donner entrée, du côté de Passy, à la Faisanderie puis à la Ménagerie qui se serait prolongée en suivant la largeur du Bois de Boulogne jusqu'à la grande route de Neuilly près de la Porte Maillot. Le petit pavillon de Bagatelle aurait servi de rendez-vous de chasse à l'extrémité du Bois qui aurait été agrandi par l'achat et la plantation de tous les terrains entre le Bois de Boulogne et la Seine.
Le parterre et les jardins, entourés de murs s'élevant en terrasse au-dessus du plateau de la plaine se seraient étendu jusqu'à un boulevard d'enceinte que l'on aurait franchi au moyen d'un pont couvert, ayant la forme d'un arc de triomphe pour passer dans le premier parc de la plaine et de là dans le Bois de Boulogne, en traversant le Faisanderie et la Ménagerie.
Les deux architectes de l'Empereur avaient prévu d'édifier face au Palais du Roi de Rome et aux quatre extrémités du Champ de Mars: