E' certamente il giardino più ricco di motivi architettonici di piante e di acque fra quelli delle ville intorno. Le prime grandi opere che trasformano il terreno - lasciato libero nella sua maggiore estensione per l'ubicazione marginale della villa - nel grande parco son dovute agli architetti Flaminio Ponzio, Carlo Maderno e Giovanni Fontana, chiamati dal Cardinale Scipione Borghese, i quali nei primi anni del 1600 realizzano la spettacolare cascata d'acqua a monte della villa. Da una grande peschiera a quota più alta ha inizio il gioco delle acque che scendono in vasche degradanti accompagnate lateralmente da movimentate scalee, e terminano in un più ampio bacino delimitato da balaustre. Nei terrazzamenti superiori folti boschetti sono ai lati della cascata; i terrazzamenti inferiori accolgono giardini all'italiana con aiuole a disegni geometrici per colture basse e fiorite. Davanti alla villa è la terrazza belvedere con la fontana "del candeliere" disegnata dal Ponzio. Al Maderno si deve ancora, per incarico dei Ludovisi, i successivi proprietari dopo gli Altemps, il lungo grandioso fronte che conclude ancora oggi la cascata - detto il teatro delle acque -, costituito da una lunga parete alla base del declivio, scandita da numerose nicchie, intervallate da pilastri, arricchite da elementi decorativi quali statue e vasi. E' presumibile invece che la grandiosa scala a quattro rampe incrociate, che dà accesso al giardino a fianco della villa, sia stata realizzata durante la proprietà dei Conti nel periodo in cui era papa Innocenzo XIII, della stessa famiglia; questo per analogia con soluzioni adottate nello stesso periodo in un altro palazzo della famiglia Conti a Poli. Nell'Ottocento il parco subisce le trasformazioni dettate dal nuovo gusto: il giardino all'italiana viene sostituito da gruppi e file di alberi intersecati da sentieri; al centro il viale di platani che, salendo verso il piazzale antistante il lungo fronte del Maderno, gode in tutto il suo percorso della vista della catena d'acqua. Le stampe più antiche e i più recenti disegni forniscono eloquenti immagini dello splendido giardino che le descrizioni, numerose soprattutto del secolo scorso, esaltano come uno dei più grandi e belli della zona. Di quel giardino, oggi parco pubblico, rimangono le opere architettoniche: la scalea, la cascata, il teatro delle acque - privo però delle statue e dei vasi che ne decoravano le nicchie - e un bel folto di alberi, mentre è andato inevitabilmente ed irrimediabilmente perduto il fascino di un giardino ideato e vissuto per tanti diversi usi.