| 1564 | Emanuele Filiberto acquista da Renato Birago una villa fluviale nella regione del «Vallantinum» |
| 1575-1578 | Lavori di abbellimento alla villa |
| 1620-1621 | Avvio della trasformazione del palazzo fluviale in maison di plaisance per volere di Cristina di Francia. Progetto di Carlo di Castellamonte |
| 1645-1646 | Costruzione dei due padiglioni verso Torino collegate da un sistema di portici terrazzati in forma di esedra semicircolare che definisce un grande Cortile di Onore en forme de théâtre. Progetto di Amedeo di Castellamonte |
| 1659-1660 | Lavori alla facciata verso Torino con la realizzazione di una serie di finte finestre per moderare l’effetto della pendenza del tetto ritenuta eccessiva |
| Periodo francese | Dichiarato «Casa Nazionale», è Sede della Scuola di Veterinaria |
| Restaurazione | Sede del Corpo Reale di Artiglieria |
| 1850 | Cessione dei terreni e dell’edificio dalla Corona al Demanio dello Stato |
| 1857-1858 | Lavori di ampliamento e restauro in occasione della Sesta Esposizione nazionale dei prodotti di industria. Sostituzione dei portici terrazzati di raccordo tra i padiglioni con due maniche a due piani fuori terra. Progetto di Luigi Tonta e Domenico Ferri |
| 1859 | Emanazione della Legge Casati che istituisce, a Torino, la Regia Scuola di Applicazione per gli Ingegneri |
| 1862-1866 | Demolizione dell’emiciclo e costruzione di due nuove terrazze verso la città e della cancellata |
| 1864-1880 | Costruzione della manica a sud, detta Edificio degli esperimenti idraulici |
| 1897-1899 | Costruzione delle maniche a pettine a ovest |
| 1906 | Istituzione del Politecnico di Torino dall’unione tra la Regia Scuola di Applicazione per gli Ingegneri e il Regio Museo Industriale |
[cronologia tratta essenzialmente da Castello del Valentino. Facoltà di Architettura Progetti a confronto, a cura di Sisto Giriodi, Lorenzo Mamino, Torino, Celid, 1988 e Il Castello del Valentino, a cura di Costanza Roggero, Annalisa Dameri, Torino, Allemandi, 2007]