Pierre Auguste Renoir découvre, semble-t-il, Chatou et ses berges lors d’une promenade avec le Prince Bibesco, un familier du restaurant Fournaise, en 1868.
Avec Claude Monet, il plante cette année-là son chevalet aux bains froids de la Grenouillère sur l’Ile de Croissy, non loin de Chatou. Les deux peintres n’ont pas encore trente ans et entreprennent côte-à-côte une série de tableaux sur le motif. L’eau, la lumière et le canotage sont les thèmes des deux artistes à la touche libérée, qui marquent la maturité du mouvement impressionniste. Chatou et ses environs entrent à tout jamais dans l’histoire de la peinture et de celle du canotage.
Pendant près de quinze ans, de 1868 à 1884, Renoir vient régulièrement à Chatou. Il dira plus tard : “J’étais toujours fourré chez Fournaise, j’y trouvais autant de superbes filles à peindre que je pouvais en désirer”. En 1880, il écrit à un ami : “Je suis retenu à Chatou à cause de mon tableau. Vous serez bien gentil de venir déjeuner. Vous ne regretterez pas votre voyage, c’est l’endroit le plus joli des alentours de Paris”. Ce tableau est Le Déjeuner des canotiers peint en 1880 sur le balcon du restaurant et aujourd’hui conservé à la Phillips Collection de Washington. Renoir peint une trentaine de toiles à Chatou, dont le portrait d'Alphonse Fournaise et celui d’une jeune femme mystérieuse, intitulé Alphonsine Fournaise.