Avec les souverains de Navarre, Henri d'Albret et Marguerite d'Angoulême, s'ouvre une page essentielle de l'histoire du château de Pau. Né en Navarre, à Sanguesa en 1503, Henri a neuf ans quand il doit se replier précipitamment sur le Béarn en 1512. La reconquête de ce royaume perdu est sa grande obsession politique dès qu'il devient roi de Navarre à la mort de sa mère en 1517. Mais, ni les négociations ni les opérations militaires n'aboutissent et Henri d'Albret reste jusqu'à sa mort en 1555 le souverain d'un petit royaume réduit à sa partie française. Malgré tout, ses domaines sont très étendus : il a hérité de sa mère les vicomtés de Béarn, de Nebouzan (Saint-Gaudens), de Marsan (Mont-de-Marsan), les comtés de Foix, de Bigorre (Tarbes), et de son père, l'Albret, érigé en duché en 1520 (Nérac), les Bazadais, Tartas, Buch, le comté de Gaure, les vicomtés de Tursan et Gabardan, le comté de Périgord, la vicomté de Limoges.
Il lie son sort à celui du nouveau roi de France, François Ier (1515-1547), aux côtés duquel il est fait prisonnier à Pavie en 1525. Deux ans plus tard, il épouse la sœur unique du roi, Marguerite d'Angoulême, veuve du duc d'Alençon, qui lui apporte en dot les domaines des Armagnacs hérités de son premier mari. Henri d'Albret règne ainsi sur une grande partie des terres d'Aquitaine, et entreprend dans ses états une importante réforme administrative. Lieutenant général du roi de France en Guyenne, amiral de Guyenne, il est un prince influent et riche. Il restera pourtant gêné par une situation politique et géographique inconfortable, aux confins de l'Espagne et de la France, puissants royaumes en conflit permanent. Ce qui lui aurait fait dire, non sans esprit, qu' « il était comme un poux que se disputaient deux singes ». Son épouse, Marguerite d'Angoulême (1492-1549), d'abord duchesse d'Alençon puis reine de Navarre, est l'une des figures les plus marquantes de son temps. Sœur et épouse de rois, imprégnée de culture humaniste, auteur d'une œuvre littéraire reconnue, en constante recherche spirituelle, elle joue un rôle politique essentiel pendant les premières années du règne de François Ier son frère bien aimé : c'est elle qui négocie avec l'empereur Charles Quint en 1525 après le désastre de Pavie. Ses sympathies pour les idées de la Réforme lui valent bien des attaques, mais, tout en protégeant ceux qui sont poursuivis pour leurs convictions religieuses, tel le poète Clément Marot, elle ne passera pas elle-même à la Réforme.
La fin de la vie de Marguerite de Navarre est essentiellement consacrée à l'écriture. Elle décède en Bigorre, dans le château d'Odos, le 21 décembre 1549. Du mariage d'Henri d'Albret et de Marguerite de Navarre, naît en 1528, une fille, Jeanne, appelée à monter sur le trône de Navarre en 1555 à la mort de son père...