Под влиянием «новомодных» петербургских садов начала XVIII в.: Летнего, Стрельни, петергофского Верхнего сада и Ораниенбаума, в Архангельском начал формироваться парк. У Д. М. Голицына был и другой близкий пример для его устроения сад в подмосковной усадьбе графа Якова Брюса в Глинках. По площади 6 га (равный Летнему) сад в Архангельском имел боскеты, обсаженные точно по образцу петергофского Верхнего, а сорта кустарников и деревьев почти полностью совпадали. И хотя с 1770-х гг. русское садово-парковое искусство отошло от традиций «французского сада», парк в Архангельском не был переделан в угоду новой моде в духе английских пейзажных парков. Наоборот, он превращался при Н. А. Голицыне в «подмосковный Версаль» с зелеными партерами, строгой сеткой аллей и деревьями, стриженными в манере создателя Версаля Андре Ленотра. Позднее окружением партера стали густые рощи с романтическими названиями «Князьборисова», «Аполлонова», «Магометова», «Малиновая»
Планировка парка оказалась открытой, перспектива не замыкалась никакими постройками. Его регулярную часть составляли две террасы, выполненные по проекту итальянского архитектора Джакомо Тромбаро, и большой партер с прилегающими к нему боскетами.
Современный вид террасы приобрели в 1829 г. после реконструкции, осуществленной архитектором В. Г. Дрегаловым.
Верхняя терраса своими размерами и композицией напоминает парадный двор и точно соответствует ширине фасада дворца. Здесь еще острее ощущается тонкий синтез архитектуры и природы: вместо белой линии колоннад по оси от дома тянутся двухсотлетние лиственницы. На их фоне четко выделяются классически строгие силуэты мраморных герм. Партер Верхней террасы делится центральной дорожкой на два симметричных прямоугольника.
В восточной части помещена скульптурная группа «Геркулес и Антей» произведение удивительно напряженное и выразительное. И хотя это изваяние дело рук мастера XVIII века, замысел его восходит к Микеланджело. В западной части скульптурная группа «Менелай с телом Патрокла» (копия с античного оригинала). Граница Верхней террасы очерчена балюстрадой с вазами. В центре ее небольшая лестница, ведущая ко второй террасе. На партерах и цветниках террас в конце XVIII в. уже были расставлены статуи и вазы.
При взгляде с Верхней террасы особенно ясно прочитывается композиция садово-паркового ансамбля: симметричное расположение газонов и аллей, удивительная гармония архитектурных объемов. Композиционным центром Нижней террасы является фонтан «Амуры с дельфинами» итальянского мастера Д. Джиромелло. Высокая подпорная стена Нижней террасы украшена ажурной балюстрадой с 44 мраморными бюстами античных героев, философов, императоров и полководцев Демокрита, Цезаря, Августа, Нерона
С Нижней террасы двухмаршевая лестница спускается к партеру, образуя грот с парными гермами у входа. По сторонам террасу окаймляют набольшие руинные арки.
Цветники в парке занимали незначительное место. Соответственно стилю величественно и просто они обрамляли гладкие плоскости зеленых партеров, образуя яркую кайму великолепных ковров живой архитектуры.
Западная часть парка богата архитектурными памятниками. Среди них павильон «Каприз» и небольшое здание «Чайный домик» (часть бывшей библиотеки), составлявшие когда-то своеобразный ансамбль в духе излюбленных в XVIII в. «эрмитажей».
В «Капризе», частично переделанном в 1819 г. архитектором Е. Д. Тюриным и артелью мастеров во главе с крестьянином Владимирской губернии Наумом Митрофановым, располагались гостиная, бильярдная, девичья и кухня. Несмотря на это, интерьеры залов первого и второго этажей носили дворцовый характер: их украшали картины, скульптура, зеркала и китайский фарфор. В бильярдной было размещено около 30 женских «головок» кисти известного итальянского художника XVIII в. Пьетро Ротари. Всего здесь хранилось около 70 полотен западноевропейских мастеров.
Торцом вплотную к «Капризу» примыкала «деревянная общекатуренная» «Библиотека». Архитектор Ф. И. Петонди (вероятно) создал изысканный павильон с ротондой в центре, украшенной лепным потолком и колоннами. Два зала располагались в боковых крыльях строения. Высокие окна, лепные медальоны на стенах залов делали павильон изящным и легким. В 1829 г. крылья сооружения сгорели, книги перенесли на второй этаж Большого дома, а сохранившаяся часть павильона обрела новое название «Чайный домик»: летом сквозные двери маленького зала открывали, и он превращался в беседку для отдыха. Садик между «Капризом» и «Библиотекой», отделялся от основного парка железной решеткой с каменными столбами и мраморными вазами. Его декоративное оформление составляли цветочный партер со стриженым кустарником и скульптура. Многочисленные переделки не сохранили до наших дней былого облика этого очаровательного маленького ансамбля.
Расположенный к югу от «Каприза» боскет служил открытым манежем и был обнесен деревянным трельяжем с увитыми зеленью беседками по углам.
Еще в 1782 г., находясь в Стокгольме, князь Н. А. Голицын увидел модель гидравлической машины. Позже из России он прислал шведскому инженеру Ф. Е. Норбергу описание места на Москве-реке, где князь предполагал установить такую же. Вскоре была изготовлена модель. Летом 1783 г. Ф. Е. Норберг прибыл в Архангельское. В 1785 г. машина была построена, тогда же создали и систему подачи воды: она поступала в парк с помощью колеса, вращавшегося течением реки. В 1815 г. при князе Н. Б. Юсупове у Горятинского пруда была построена водовзводная башня и «амбар» для паровой машины. Старые деревянные трубы в парке заменены чугунными.