La prima fase dei Giardini: il progetto del Piermarini

Il primo progetto che vedeva la zona di Porta Orientale (attuale Porta Venezia) occupata da una villa circondata da giardini, fu realizzato dal Piermarini nel 1770, come residenza per l'arciduca Ferdinando, figlio di Maria Teresa, e Maria Beatrice d'Este, ma fu scartato a causa dei costi troppo elevati o della sproporzione tra l'ampiezza dei giardini e l'angustia dell'edificio. Fino a pochi anni dopo, la zona di Porta Orientale rimase nelle condizioni in cui già si trovava.
Solo con la morte di Maria Teresa e l'ascesa di Giuseppe II, si pensò di dotare Milano (come Vienna) di scuole pubbliche, di una biblioteca pubblica (Brera) e di un giardino pubblico.

Il progetto dei giardini pubblici fu affidato al Piermarini, che propose la zona di Porta Orientale (all'epoca stava diventando un'area della città molto frequentata e alla moda, oltre che ritenuta una delle più salubri di Milano). I lavori iniziarono con l'approvazione del progetto (29 novembre 1783) sui terreni occupati allora dalla Basilica di San Dionigi e dal convento delle Carcanine (affittati dai padri Serviti) e furono appaltati a Giuseppe Crippa. San Dionigi fu demolita mentre il convento ricevette quattro nuove facciate neoclassiche. Il giardino era costituito da due corridoi alla francese (tra i Bastioni e i Boschetti) e un altro parallelo al corso. Fu in seguito aggiunto un lotto che consentisse lo sbocco sul corso alla strada Isara, che era rimasta chiusa dal parco nei primi lavori. Fu costruita una gradinata chiusa da una cancellata per collegare i giardini ai Bastioni. Fu aggiunta inoltre una cancellata che costeggiava il corso per consentire visibilità ai giardini. Vennero aggiunti infine i Boschetti (1787-88) che occupavano tutta la via Marina: due serie di cinque file di alberi allineati secondo la lunghezza della strada, ma sfalsati rispetto alla larghezza; la file erano costituite da tigli, olmi e castagne d'india, delimitate da biancospini.

L'arrivo dei Francesi (1796) non giovò ai giardini, mentre l'ascesa giunse con il ritorno di Napoleone che "regalò" momenti di gloria al parco, trasformando addirittura il nome dei Boschetti in "Bosco Sacro" e quello delle Carcanine in "Salone". Con il ritorno degli Austriaci, l'atmosfera divenne molto più tetra tanto da far chiudere il Salone e da proibire giochi col pallone nei giardini. Nel 1825, il Salone diventa lo studio dello scultore Pompeo Marchesi fino al 1834, quando un incendio ne rovina la struttura; viene quindi utilizzato dal Comune come deposito per le "giorgie", le botti utilizzate per annaffiare le strade d'estate.

La seconda fase dei Giardini: l'ampliamento del Blazaretto e l'esposizione del 1881

Nel 1846, il Comune di Milano affidò al Balzaretto l'incarico di ampliare i giardini pubblici sui terreni intorno, appena acquistati dalla famiglia Vimercati (precedentemente in mano ai Dugnani e prima ancora ai Cavalchini). Il palazzo Dugnani fu pensato come sede del nuovo Museo di Storia Naturale, e per il giardino si pensò ad una soluzione "all'inglese", com'era in voga all'epoca. I lavori si bloccarono nel 1848 a causa dell'esplosione della rivoluzione delle Cinque Giornate di Milano e furono ripresi solo il 14 febbraio1857. Fu costruito il Monte Merlo con il Caffè e la rotonda per la musica, un corso d'acqua che attraversa tutto il parco e il Salone fu restaurato e destinato a esposizioni. Unico elemento del progetto del Balzaretto che non fu mai realizzato era un edificio destinato a teatro diurno. I lavori si conclusero nel 1862 e furono occasione di grandi feste per la nuova amministrazione sabauda.

 I giardini diventarono una vera attrazione per la città e per le famiglie con figli e non. La presenza del Museo di Storia Naturale favorisce l'inserimento di "attrazioni animali": vengono costruite voliere, la casa della giraffa, lo scomparto dei cervi e delle scimmie. Nel 1871 il Salone ospita una prima Esposizione Industriale. Nel 1872 una grande esposizione di opere d'arte che rischia di essere danneggiata non solo da un temporale che si abbatte su Milano e sradica molti alberi ma anche dalla comparsa degli "Scapigliati", una corrente artistica, che prendono in giro questa esposizione disponendo le loro opere sul Monte Merlo. Nel 1878 nel Salone si apre un Museo artistico municipale; nel 1882 si aggiunge la Scuola d'Arte Applicata e nel 1884 il Museo del Risorgimento.

Nel frattempo, nel 1881, per ripianare il debito pubblico provocato dalla crisi economica degli anni '70, si tentò a Milano (come già si faceva in quegli anni in Francia e Inghilterra) di riunire il meglio dell'industria italiana del periodo in un'Esposizione Nazionale, finanziata da numerosi sottoscrittori e dal parlamento. Come sede furono scelti proprio i giardini pubblici (nonostante le numerose discussioni) e l'Esposizione ottenne un enorme successo per tutta la sua durata (dal 3 maggio all'1 novembre). I padiglioni occupavano tutto il giardino vecchio (Salone compreso), ma anche la Villa Reale, e altri furono sparsi per tutti i giardini. Furono aggiunti  numerosi arredi appositamente per l'Esposizione tra cui una vasca davanti a Palazzo Dugnani (ancora presente) e una vasca davanti al Salone (ora sostituita dal Museo di Storia Naturale).

La terza fase dei Giardini: il restauro di Alemagna e Sormani

Molti danni furono provocati al giardino dall'Esposizione e fu necessario procedere con un restauro notevole, che fu affidato ad Emilio Alemagna e a Bignami Sormani, che apportarono inoltre alcune modifiche al progetto del Balzaretto: fu raddoppiato il laghetto, e furono eliminate le aiuole fiorite davanti a Palazzo Dugnani e a Villa Reale. La scalinata di Piermarini fu sostituita da una doppia rampa che saliva ai Bastioni racchiudendo una cascata d'acqua. Il fosso del Balzaretto davanti a Villa Reale viene modificato per creare continuità tra i giardini e la villa. I Boschetti, danneggiati dalla tempesta del 1872, vengono risistemati "all'inglese" con una disposizione delle piante più rada e irregolare. Nei decenni successivi furono apportate poche modifiche ai giardini, se non l'aggiunta di alcune statue nei giardini e nei Boschetti e la creazione del Museo di Storia Naturale al posto del Salone e quella dello Zoo e del Planetario.

La quarta fase dei Giardini: il Museo di Storia Naturale, lo Zoo e il Planetario

La prima idea di un Museo di Storia Naturale a Milano risale al 1808, e fu pensata per valorizzare l'aspetto culturale e artistico della città. Furono presentati due progetti: uno del Cagnola e uno del Canonica e di Zanoja. Ma il declino di Napoleone e la campagna di Russia costrinsero ad abbandonare momentaneamente l'iniziativa.
Il vero inizio del museo è dovuto invece a De Cristoforis e a Jan, il primo ricco collezionista milanese, il secondo povero studioso ungherese. I due strinsero un patto per il quale il De Cristoforis acquistò la collezione di Jan (1831) e per il quale il primo a morire dei due avrebbe lasciato la collezione in mano all'altro. Alla morte del de Cristoforis nel 1837, Jan e il Comune di Milano stabilirono di creare il Nuovo Museo Civico di Storia Naturale, inaugurato il 7 maggio 1838 nella casa del De Cristoforis in contrada del Durino n°428 (attuale via Durini 27). Nel 1844, a causa dell'importanza sempre più crescente del Museo, fu trasferito in una sede più ampia, cioè nell'ex convento di Santa Marta nell'attuale via Circo. In seguito il Museo fu trasferito a Palazzo Dugnani (appena ristrutturato dal Balzaretto). Nel 1866, alla morte di Jan, la direzione del Museo toccò ad Emilio Coralia, un suo valido collaboratore, e, nel 1882 ad Antonio Stoppani.