Im Jahr 1661 beauftragte Ludwig XIV. André Le Nôtre mit der Gestaltung und Renovierung der Gärten von Versailles, die er für ebenso wichtig hielt wie das Schloss. Die Arbeiten an den Gärten begannen zur gleichen Zeit wie die Arbeiten am Schloss und dauerten etwa 40 Jahre. In dieser Zeit arbeitete André Le Nôtre mit Jean-Baptiste Colbert zusammen, der von 1664 bis 1683 Bauinspektor des Königs war und das Projekt leitete, sowie mit Charles Le Brun, der im Januar 1664 zum ersten Maler des Königs ernannt wurde und die Zeichnungen für einen Großteil der Statuen und Brunnen lieferte. Nicht zuletzt wurde jedes Projekt vom König selbst begutachtet, der sich „jedes Detail“ ansehen wollte. Wenig später baute der Architekt Jules Hardouin-Mansart, der zum Ersten Architekten des Königs und Superintendenten der Gebäude ernannt worden war, die Orangerie und vereinfachte die Umrisse des Parks, indem er insbesondere einige der Haine veränderte oder öffnete.
Die Anlage der Gärten war eine monumentale Aufgabe. Große Mengen an Erde mussten bewegt werden, um den Boden zu ebnen, Parterres anzulegen, die Orangerie zu errichten und die Brunnen und den Kanal an Stellen auszugraben, die zuvor nur von Wiesen und Sümpfen eingenommen wurden. Bäume wurden aus verschiedenen Regionen Frankreichs herbeigeschafft. Tausende von Männern, manchmal sogar ganze Regimenter, waren an diesem immensen Projekt beteiligt.
Um die Gestaltung zu erhalten, musste der Garten etwa alle 100 Jahre neu bepflanzt werden. Ludwig XVI. tat dies zu Beginn seiner Regierungszeit, und das nächste Mal wurde das Vorhaben während der Regierungszeit von Napoleon III. durchgeführt. Nach den Schäden, die eine Reihe von Stürmen Ende des 20. Jahrhunderts verursachte, darunter der verheerendste im Dezember 1999, wurde der Garten vollständig neu bepflanzt und erstrahlt nun in einem frischen, jugendlichen Aussehen, wie es Ludwig XIV. gefallen hätte.