Bílkův dům v Chýnově vznikl v roce 1898 a v jeho koncepci hrála prvořadou roli autorova potřeba prostorného, světlého ateliéru. Podobně jako pražská vila je zasazen volně do přírodního prostředí, jeho stěny tvoří režné cihlové zdivo – zde v kombinaci se dřevem. Fasáda domu je zdobena řadou symbolických reliéfů s vlastními texty. Interiér domu opět zahrnuje umělcův prostorný ateliér, který prostupuje stavbou, a obytné místnosti Bílkovy rodiny.
Od roku 1990 dům vlastní GHMP a seznamuje zde veřejnost především s díly jeho raného a pozdního období. Chýnovský dům s atelierem si František Bílek postavil záhy po ukončení studia na pozemku otcovské zahrady. Na vlastní stavbu začal pomýšlet poté, co musel opustit atelier, který si zařídil v dřevěném přístřešku staré schwarzenberské střelnice, uprostřed bývalé chýnovské obory. Architektonické řešení a podobu domu Bílek pečlivě promýšlel, své návrhy konzultoval nejen s bratrem Josefem, železničním inženýrem, ale i s přítelem architektem Josefem Fantou. O domě se vždy zmiňoval jako o své „chaloupce“.
Snaha o malebnost a inspirace lidovým stavitelstvím dokazuje obeznámenost stavebníka se současnými proudy v britské a české architektuře. Většinu práce zvládl sám s pomocí rodiny, výzdoba i zařízení domu podléhá ucelenému ikonografickému programu. Chaloupka v Chýnově je pozoruhodná nejen svým atelierem s galerií, zdviženým až do prvního patra, ale hlavně velkolepými venkovními reliéfy „Země k nám mluví“, „Jsme přikryti“ a „Skon člověka“.
Během Bílkova poustevnického života v Chýnově navštívilo jeho dům také několik přátel a významných osobností. Pravidelně sem jezdila Zdenka Braunerová, Julius Zeyer, Sigismund Bouška i Otokar Březina. Pro všechny, kteří sem zavítali, byla návštěva u Bílka duchovním i estetickým zážitkem.
Po smrti umělce byl atelier pietně uchováván v původním stavu, přesto pozvolna chátral. Bílkova vnučka Alena Bártová, žijící trvale v USA, odkázala dům s atelierem i částí umělcovy pozůstalosti do majetku Galerie hlavního města Prahy. V letech 1991 – 1994 proběhla rozsáhlá rekonstrukce celé budovy a byla zrestaurována část děl patřících do tzv. chýnovského fondu. Galerie hlavního města Prahy umístila do prostor atelieru expozici vybraných uměleckých děl Františka Bílka, původní nábytek, keramické vázy i drobné sbírkové předměty dokreslující umělcovu osobnost. Součástí expozice je i zrekonstruovaná dřevěná zahradní besídka inspirovaná církevními stavbami z Podkarpatské Rusi. Od roku 1994 je Bílkův dům otevřen pro veřejnost.