Le directeur du patrimoine et des collections de l'établissement est nommé par arrêté du ministre chargé de la culture, sur proposition du directeur chargé des musées de France, du directeur chargé du patrimoine et du président de l'établissement, parmi les membres des corps des conservateurs généraux et des conservateurs du patrimoine. Son mandat est de trois ans.
Il est responsable de la conservation, de la protection, de la restauration, de la gestion, de la mise en valeur et de la présentation au public des collections inscrites sur les inventaires du Musée national du château de Fontainebleau, ainsi que de l'étude scientifique desdites collections et de l'architecture des bâtiments, des parcs et des jardins définis à l'article 1er. Il propose notamment le programme des expositions.