L’ammiraglio Andrea Doria dotò la sua villa di giardini splendidi, adeguati all’importanza della sua dimora, a sud affacciati sul mare, e a nord articolati in una serie di terrazze che risalivano la ripida collina di Granarolo. Una prima organizzazione degli spazi del giardino fu affidata a Perin del Vaga, della cui progettazione rimane la Fontana dei Delfini, realizzata da Silvio Cosini su disegno dell’artista fiorentino. In un secondo momento Andrea si rivolse a Giovanni Angelo Montorsoli, il quale si occupò della sistemazione del giardino settentrionale, ormai totalmente perduto, e realizzò il complesso scultoreo del Satiro che cavalca un delfino, ancora oggi visibile nel giardino meridionale.

L’erede di Andrea, Giovanni Andrea I fu responsabile della sistemazione definitiva del complesso monumentale. L’intervento più spettacolare commissionato dal Doria fu una splendida uccelliera all’interno della quale nidificavano pavoni, fagiani e uccelli rari. Sul finire del XVI secolo venne realizzata da Taddeo Carlone la Fontana del Nettuno, che ancora oggi costituisce il fulcro del giardino all’italiana.

Nei secoli successivi il giardino subì diversi interventi e modifiche che ne cambiarono l’aspetto. Negli anni Trenta del Seicento la costruzione delle mura a mare da parte della Repubblica impedì l’affaccio diretto sul mare. A partire dagli anni Sessanta del Settecento, in concomitanza con il trasferimento della residenza principale della famiglia Doria Pamphilj a Roma, iniziò un periodo di progressivo degrado.

Nel corso del XIX secolo il Principe Filippo Andrea V e sua moglie Mary Talbot diedero avvio ad un aggiornamento del giardino secondo le forme del gusto romantico “all’inglese”, che previde la cancellazione degli assi di simmetria tipici del giardino all’italiana. Il giardino settentrionale fu compromesso a metà del secolo a causa della costruzione della linea ferroviaria Genova - Torino.

Il Ventesimo secolo fu interessato da una vasta campagna di lavori che mutarono profondamente l’area circostante Villa del Principe, a cominciare dalla costruzione della nuova Stazione Marittima, di via Adua (anni Trenta) e della strada sopraelevata (1962-65). Nel 1944 i bombardamenti della Seconda Guerra Mondiale causarono distruzioni notevoli sia nel Palazzo che nel giardino.

Il giardino attuale è il risultato di un progetto di restauro grazie al quale si è recuperata la forma del giardino Cinquecentesco, periodo di massima rappresentanza della Villa e del casato.