Od XIII wieku w pobliżu budynku Oranżerii znajdował się cmentarz, który był użytkowany do nabycia Wilanowa przez Jana III Sobieskiego. Ogród powstał razem z pałacem wilanowskim w 2 połowie XVII wieku i został skomponowany względem wspólnej osi.

Centralna część założenia nawiązuje do form antycznych, renesansowych i barokowych i posiada charakter ogrodu włoskiego. Dwa poziomy tego ogrodu przedzielone są ceglanym murem i połączone schodkami usytuowanymi na głównej osi pałacu, ozdobionymi kamienną balustradą ozdobioną rzeźbami- alegoriami czterech pór roku oraz czterech etapów miłości: Lęk, Pocałunek, Zobojętnienie i Zwada. Pod schodami znajduje się sztuczna grota oraz piwnice. Górny taras ogrodu ozdabiały do połowy XVIII wieku murowane altanki o zielono-złotych dachach.

Boskiety ogrodowe Pałacu w Wilanowie
Ogród z czasów Sobieskiego był znacznie mniejszy niż obecnie. Dopiero kolejni właściciele Wilanowa rozszerzyli ten obszar i przekomponowali niektóre jego fragmenty. Brak należytej konserwacji i zniszczenia wojenne spowodowały zły stan parku i dopiero prace konserwacyjne pod nadzorem Gerarda Ciołka w latach 1948–1950 i 1960–1965 przywróciły mu świetność. Podczas prac konserwatorskich podjęto się rekonstrukcji barokowego układu dróg i alejek. Za czasów Sobieskiego taras pałacowy zdobiły pozłacane rzeźby z XVIII wieku przedstawiające bogów olimpijskich, obecnie są to rzeźby postaci mitologicznych z poł. XVIII wieku sprowadzone z Brzezinki pod Oleśnicą na Śląsku.

Na pałacowym tarasie powstał bogaty parter o układzie geometrycznym o bukszpanowych obwódkach otaczających trawniki, fontanny i kwiatowe kompozycje. W ogrodzie dolnym poza równie pięknymi parterami znajdują się strzyżone szpalery drzew i liczne okazy starodrzewu składające się głównie ze starych okazów grabów, lip, jesionów, topól nadwiślańskich, z domieszką wiązów. Do jeziora Wilanowskiego prowadzą dukty poprowadzone skośnie i prostopadle, tworząc charakterystyczne osie widokowe i prześwity.

Oprócz położonego centralnie ogrodu włoskiego, ogrody wilanowskie składają się także z takich części jak: ogród Kwiatowy, XIX wiek, park angielsko-chiński w stylu krajobrazowym i romantycznym, ogród przy północnym skrzydle z Gajem Akademosa, dwuczęściowy ogród przy Oranżerii, park angielski, budynek pompy, neogotycka Brama Mauretańska po drugiej stronie jeziora w osi pałacu.
Obecnie neogotycka brama, podobnie jak cała strona parku po drugiej stronie jeziora Wilanowskiego znajduje się poza ogrodzonymi granicami Ogrodów, podobnie jak i inne pozostałości po romantycznym parku Morysin (nazwanym tak na cześć Maurycego Potockiego), który pełnił rolę rekreacyjno-wypoczynkową dla właścicieli pałacu i ich gości do 1939 r. kiedy to zaczęła się jego dewastacja. Duża część tego założenia objęta jest rezerwatem o tej samej nazwie.

W 1965 r. park został wpisany do rejestru zabytków województwa warszawskiego, w 1994 r. został uznany za część Warszawy – pomnika historii.

Koncepcja parku w stylu angielskim, z wykorzystaniem walorów wodnych otoczenia, w XIX wieku zjednała temu założeniu sławę jednego z najpiękniejszych ogrodów wodnych w Europie. W dawnej przypałacowej ujeżdżalni mieści się obecnie Muzeum Plakatu, w Oranżerii zaś mieściła się do 2002 r. ekspozycja rzemiosła artystycznego.

Obecny widok parku zawdzięczamy rekonstrukcji z lat 50. XX wieku dokonanej według projektu Gerarda Ciołka. Park od kilku lat znajduje się w trakcie rewitalizacji, w trakcie której na terenie ogrodów prowadzone były też wykopaliska archeologiczne.

W parku wilanowskim, w rejonie Stawu Południowego, znajduje się kamienny sarkofag ku czci Stanisława Kostki Potockiego, przeniesiony po II wojnie światowej ze zdewastowanego założenia parkowego Gucin Gaj.