La villa di Castello, posseduta da Lorenzo D' Medici detto Il Popolano fin dal 1477, fu la residenza prediletta da Cosimo I che vi si recava per riposare lontano dalle complesse vicende della vita fiorentina.

In questo caso il giardino fu oggetto di particolari cure. Nel 1538, un anno dopo l'ascesa al potere del giovane duca, Cosimo I incarica Niccolò Pericoli detto il Tribolo dei lavori di sistemazione della collina alle spalle della villa. Venne dunque studiato un grandioso progetto di allestimento dello spazio aperto e il giardino fu completamente trasformato in quello che noi oggi riconosciamo come “il giardino all’italiana” e ornato mediante l’inserimento di sculture e fontane, tutte animate dai giochi d’acqua alimentati dall’acquedotto di Valcenni. Il giardino fu così trasformato in una grandiosa celebrazione  del potere granducale attraverso la simbologia rappresentata delle sue statue, delle fontane, e delle grotte e dal dominio del granduca sulla natura un tempo selvaggia del luogo.

Sucessivamente il giardino di Castello divenne, assieme a Boboli, il luogo prediletto dai Medici per dare spazio alle sperimentazioni naturalistiche e al collezionismo botanico, raccogliendovi piante rare, esotiche e costruendovi gli spazi adeguati a conservarle. Basti pensare alla famosa Stufa del Mogherino, la serra fatta realizzare da Cosimo III per proteggere il rarissimo Gelsomino di Goa, donatogli dal re del Portogallo.
Attualmente la villa non è aperta al pubblico, ma è visitabile lo splendido giardino ricco di agrumi e piante rare e decorato con sculture antiche e rinascimentali. Di straordinario fascino è la Grotta degli animali, opera architettonica e scultorea del Tribolo, un tempo animata da giochi d'acqua.