Erst 1687 gab Leopold I. für seinen Thronfolger Joseph I. einen repräsentativen Neubau in Auftrag. Der soeben zugewanderte Johann Bernhard Fischer, der spätere Fischer von Erlach, schlug 1688 eine pompöse Anlage vor, die Schloss Versailles übertroffen hätte, aber nicht finanzierbar gewesen wäre. Stattdessen wurde der Architekt 1693 mit einer weitaus kleineren Anlage beauftragt, die 1696–1701 über den Trümmern der früheren errichtet und ab 1700, im Wesentlichen fertiggestellt, bewohnt wurde. Fischer wurde 1696 geadelt, das Projekt wurde aber wegen der Erbfolgekriege erst nach dem Tod von Leopold I. im Jahr 1705 von Joseph I. weiter gebaut, jedoch nicht in vorgesehener Form abgeschlossen.
Steinmetzaufträge erhielten die Wiener Meister Veith Steinböck und Thomas Schilck, beide von Eggenburg in Niederösterreich, mit dem Zogelsdorfer Stein, Meister Georg Deprunner von Loretto (damals Ungarn) und Meister Johann Georg Haresleben aus Kaisersteinbruch. Der Kaiserstein, ein harter Kalkstein, wurde für tragende Architekturteile im Schloss verwendet.
Nach Josephs Tod 1711 ging Schönbrunn im Jahr 1712 an seine Witwe Wilhelmine Amalie, die das Schloss bis 1722 bewohnte und es schließlich mit den Gärten im Jahr 1728 um 450.000 Gulden an den kaiserlichen Hof verkaufte.
