К сожалению, сохранилось лишь очень немного их работ и притом в искаженном последующими реставрациями виде, остальное же было уничтожено при переделках дворца, и о Франческо исследователям приходится судить по многочисленным подготовительным рисункам и гравюрам. После самоубийства Б. Россо в 1541 г. он становится главным руководителем и организатором работ в замке Фонтенбло, который был главным памятником нового искусства и его рассадником. Приматиччо закончил Галерею Франциска I, начатую Россо, стены которой расчленены по горизонтали на два яруса. Верхний из них украшен большими живописными композициями, обрамленными лепкой, включающей выполненные в высоком рельефе обнаженные фигуры и многообразные орнаментальные мотивы, а нижний облицован резными деревянными панелями (в XIX в. заменены новыми). Затем он отделал покои герцогини д'Этан (сохранилась лепка в комнате герцогини) и после смерти Франциска I производил работы в галерее Генриха II (1547–1559 гг.). Обнаженные кариатиды этого помещения отличаются, как и фигуры в его рисунках, удлиненными, вытянутыми пропорциями, нежными формами, изысканной грациозностью и изяществом поз и движений. Специалисты отмечают, что в них отчетливо выступает влияние Пармиджанино и позднеэллинистической скульптуры. Декоративные композиции Приматиччо разнообразны по своему характеру. Так, в огромной Галерее Улисса роспись потолка состоит из медальонов с фигурами, разбросанных среди гротесков, восходящих к школе Рафаэля. Приматиччо, по рисункам которого выполнялись декоративные скульптуры Фонтенбло, оказал заметное влияние на крупнейших мастеров французской пластики, благодаря чему во французском искусстве Возрождения первое место по своему художественному значению принадлежит скульптуре. Из станковых картин Франческо Приматиччо принадлежат картины «Одиссей и Пенелопа» (Метрополитен-музей, Нью-Йорк) и «Обморок Елены» в собрании лорда Пемброка в Уилтон Хаузе. Существуют два бесспорных автопортрета художника, один в галерее Уффици, другой автопортрет сангиной – в венской Альбертине. Но все же ярче всего Франческо Приматиччо проявил себя в области декоративного искусства при отделке росписями и лепниной парадных внутренних помещений. В 1563 г. он побывал на родине в Болонье, где встретился с Вазари. Год спустя возвратился во Францию, где и умер (в Париже в 1570 г.).