Creado entre 1660 y 1664 por André Le Nôtre y Louis Le Vau, el Grand Parterre, que ocupa 11 hectáreas de terreno, es el jardín formal más grande de Europa y fue la principal contribución de Luis XIV a Fontainebleau. Durante el reinado de Luis XV, se eliminaron los elaborados setos de boj de este jardín de estilo francés. Ahora bien, permanecieron inalterados el diseño general de los herbarios y los juegos de agua decorados con estatuas, como por ejemplo el Bassin des Cascades o Estanque de las cascadas (siglos XVII y XIX), orientado hacia el este, hacia el Canal de Enrique IV. Al sur, mirando al bosque, está el lago ornamental de forma redonda, decorado con una estatua del río Tíber.

La creación de este jardín paisajístico la supervisó en 1810-812 el arquitecto Maximilien-Joseph Hurtault. Aunque sabemos que Napoleón no era especialmente aficionado a este tipo de jardín, respondía a la moda de la época y sucedió a una serie de jardines creados desde el reinado de Francisco I. En él se plantaron especies poco frecuentes y se distribuyeron numerosas estatuas, e incluso discurre por él un río artificial.

Hasta el reinado de Luis Felipe I, el Jardín de Diana estaba completamente rodeado por una orangerie construida durante el reinado de Enrique IV con ladrillo y piedra, al igual que el edificio que ha sobrevivido hasta nuestros días, el cual alberga, en su planta baja, la Galería de los Ciervos y, en su primer piso, la Galería de Diana. En el centro del jardín está la Fuente de Diana (1602), sobre la cual destaca una estatua de la diosa.

Fue originalmente una zona pantanosa que Francisco I ordenó transformar en un cuerpo de agua decorativo. Inició la moda de los estanques con reflejos de imágenes, que se hizo inmediatamente popular en Francia y posteriormente fue imitada en toda Europa. Como en todos los reales sitios franceses, este lago estaba lleno de carpas reservadas para consumo de los soberanos.

Cubre una superficie de 130 hectáreas y se extiende más allá de las elevaciones que rodean el Estanque de las cascadas. Antiguamente marcaba la linde oriental del real sitio de Fontainebleau. La principal ruta de acceso al Palacio pasaba por él y partía de la villa de Avon. Su diseño actual, con pequeñas cascadas y una red de avenidas en forma de radios, es resultado de la construcción, entre 1606 y 1609 (durante el reinado de Enrique IV), de un canal de 2 km de longitud.