La création du Grand Parterre de 1660 à 1664 – le plus vaste d’Europe, 11 hectares – par André Le Nôtre et Louis Le Vau est le principal aménagement de Louis XIV à Fontainebleau. Les broderies de buis de ce jardin à la française ont disparu sous Louis XV. Subsistent le tracé général des compartiments d’herbes, les bassins ornés de statues, dont celui des Cascades (18^ème et 19^ème siècles), regardant à l’est vers le Canal d’Henri IV. Au Sud, du côté de la forêt, le rond d’eau est orné d’une statue du Tibre.

Ce jardin paysager à l’Anglaise a été réalisé en 1810 et 1812 par Maximilien-Joseph Hurtault. Si l’on sait que Napoléon I^er n’appréciait pourtant pas particulièrement les jardins de ce type, il correspond toutefois à la mode du temps et succède à une série de jardins créés depuis le règne de François I^er. Planté d’essences rares et ponctué de statues, il est parcouru d’une rivière artificielle.

Le Jardin de Diane était, jusqu’au règne de Louis Philippe, un espace entièrement fermé par une orangerie construite par Henri IV en brique et en pierre, comme le bâtiment subsistant qui abrite au rez-de-chaussée la Galerie des Cerfs et à l’étage de Diane. Au centre du jardin, on peut découvrir la Fontaine de Diane (1602), surmontée de la statue de la déesse.

C’était jadis un marécage que François I^er fit transformer en pièce d’eau décorative, lançant ainsi la mode du miroir d’eau qui connut la faveur des Français, avant d’être imité partout en Europe. Comme dans tous les domaines royaux de France, le bassin est peuplé de carpes réservées à la table des souverains.

D’une superficie de 130 hectares et étendu au-delà du dénivelé du bassin des Cascades, le parc marquait autrefois – à l’est – les limites du domaine royal. Depuis le village d’Avon, il était traversé par la principale voie d’accès au château. Sa configuration actuelle, l’organisation du réseau d’allées en étoile et de cascatelles, résulte de la création du canal sous Henri IV (1606-1609), long de 2 000 m.