En parallèle de la constitution de la colonie de Barbizon, quelques peintres sont attirés par Bourron et Marlotte, villages distincts qui fusionnent officiellement en 1919 mais dont l’association est dans les faits bien plus ancienne. Les premiers artistes, notamment Caruelle d’Aligny et Jean-Baptiste Corot, arrivent à partir de 1822 et découvrent Barbizon, Chailly et Marlotte. L’attrait pour Marlotte s’accentue au fil des années chez ces artistes, et certains commencent à s’y installer comme Eugène Cicéri de 1848 à sa mort en 1860.

L’engouement autour de Bourron et de Marlotte s’accroit dans les années 1850-1870 autour de la figure d’Henry Murger qui y fait venir de nombreuses personnalités littéraires et artistiques. Ainsi s’y rencontrent des écrivains renommés comme Théophile Gautier, Alfred et Paul de Musset, Théodore de Banville et Alphonse Daudet, mais aussi les peintres Alfred Sisley, Claude Monet, Frédéric Bazille, Camille Pissarro, Paul Cézanne et Auguste Renoir, qui y peint notamment le Cabaret de la mère Antony.

A partir du 1871, un changement s’opère : si Bourron et Marlotte continuent d’attirer les artistes, ce sont désormais principalement les peintres officiels médaillés au Salon qui s’y pressent. Le lien de ceux-ci avec les villages évolue aussi : la plupart des artistes s’installent véritablement, surtout à Marlotte, y vivent en permanence et s’y font aménager des ateliers. Marlotte a ainsi accueilli entre autres les ateliers d’Eugène Cicéri, de Charles Olivier de Penne, de Charles Delort, de Giuseppe Palizzi, d’Henri-Joseph Harpignies, d’Auguste Allongé, d’Armand Point, d’Armand Charnay, et d’Arthur Heseltine. La ville a également exercé un attrait particulier sur les céramistes. Ainsi d’Emile-Aubert Lessore qui s’installe en 1863 dans l’ancienne maison d’Henry Murger et y reste jusqu’à sa mort en 1876, et de Henri Lefort et Auguste Jouve qui y créent un atelier où ils mettent au point une technique particulière pour décorer de la lave avec de la barbotine colorée. Une faïencerie d’art, dirigée par le peintre Aristide-Calixte Bézard et le potier Emile Mousseux s’installe également vers 1902 à Marlotte, et reste ouverte jusqu’en 1933. La ville attire des écrivains comme François Coppée, Emile Zola, Jules Renard et les frères Goncourt, ainsi que des musiciens, notamment Ernest Reyer et Isidore Mendels.

Après 1914, le profil des artistes s’installant à Bourron et Marlotte évolue : la part d’artistes peintres diminue tandis que les musiciens, les écrivains et les cinéastes se font plus nombreux. De nombreux musiciens réputés se pressent à Marlotte à la villa « La chansonnière », qui prend un grand essor sous l’impulsion de Magda Tagliaferro et Jules Boucherit, notamment Alfred Cortot, Jacques Thibaud, Ginette Neveu, Denise Soriano, Michel Schwalbé et Lionel Gali. Séjournent également à Bourron-Marlotte le critique d’art Charles Moreau, le directeur de l’Ecole Normale Gustave Lanson, l’historien Gustave Bloch, l’archéologue Gustave Fougères et l’égyptologue Georges Feuardent. Des cinéastes s’installent également dans la ville, en particulier Jean Renoir qui réside près de vingt ans à partir de 1922 dans la Villa Saint El au 42, rue Murger, et y tourne son premier film, La fille de l’eau. Par la suite de nombreux films sont tournés dans les environs de Bourron-Marlotte. S’y installe également l’actrice Valentine Tessier et l’acteur et réalisateur Eric Von Stroheim.

Bourron-Marlotte continue de nos jours à attirer des artistes, notamment le designer Mathieu Matégot qui y a fait construire sa maison-atelier en 1975.