Ancienne résidence du Grand Dauphin, le domaine de Meudon est resté dans les biens de la Couronne puis de l'État. Napoléon l'affecte à la maison du prince impérial : il faut un lieu à la fois proche de Paris, sain, facile à garder, et distinct des palais du pouvoir. Le château neuf est remis en état et meublé pour un enfant qui n'a pas encore un an.
Le roi de Rome y passe les étés de 1811 à 1813, sous l'autorité de la gouvernante des Enfants de France, Mme de Montesquiou, qu'il appelle Maman Quiou. Napoléon y vient le voir entre deux conseils ; les témoins de la cour décrivent un père démonstratif, ce qu'ils n'attendaient pas. L'enfant quittera la France en avril 1814, à trois ans, pour ne jamais revenir.
Le domaine a une autre histoire, savante celle-là. C'est à Meudon qu'est installée en 1794 l'école d'aérostation créée par la Convention : Coutelle y prépare l'Entreprenant, ballon captif employé à Fleurus la même année pour observer les lignes ennemies. La compagnie d'aérostiers sera dissoute en 1799 — sur décision de Bonaparte, peu convaincu.
Le château neuf brûle pendant la guerre de 1870-1871, comme Saint-Cloud voisin, et n'est pas relevé. Il en reste la terrasse, l'orangerie et le parc, occupés depuis 1876 par l'Observatoire de Paris-Meudon. La colline où devait grandir l'héritier de l'Empire est devenue un lieu d'astronomie.