En pénétrant par le portail monumental, le visiteur découvre le parc paysager, dominé par le château. A proximité, les jardins, initialement conçus dans l'esprit de la Renaissance par le conétable de Lesdiguières au XVIIe siècle, ont subi depuis de nombreuses transformations.

Le grand canal témoigne en particulier de ces profondes modifications. Rectiligne et bordé de chaque côté par un tapis de pelouse, il dessine, en 1619, l'axe de perspective des jardins en traversant le parc depuis la galerie du conétable jusqu'à la cascade. Des parterres de broderies végétales assurent la liaison avec le château.

En 1830, sous l'influence de la mode du jardin romantique, Adolphe Perier supprime les parterres à la française, fait agrandir la pièce d'eau et, par la courbe qu'il lui donne, rompt la perspective. Les abords sont alors plantés de bosquets.

La roseraie créée en 1925 marque le passage du domaine à l'Etat en tant que résidence d'été des Présidents de la République.

En 2004, l'aménagement du parvis a permis de retrouver des parterres fleuris bordés de buis tailliés, dans l'esprit de ceux du temps de Lesdiguières.

Au-delà de l'apréciable écrin de verdure, le parc du Domaine de Vizille est un témoignage exceptionnel de l'évolution de l'art des jardins à travers les époques.

Elle dessine un parterre régulier souligné de buis taillés avec précision. 
Les topiaires d'ifs viennent renforcé le caractère régulier de cette belle composition.

Le vocabulaire utilisé ici est typique des jardins de la Renaissance française.

L'Hercule Lesdiguières sous la forme d'une copie en bronze de l'original italien du XVIe siècle a retrouvé sa place dans les jardins en 2008.

 Le parvis est aménagé en 2004. Il est composé d'une vaste esplanade et de parterres réguliers fleuris qui représentent les trois bandeaux colorés du drapeau français.

Devant l'ancienne orangerie qui abrite maintenant la salle des faïences du musée,  la salle de verdure symbolise l'emplacement de la salle du Jeu de paume détruite lors de l'incendie de 1865.

Naturellement abondante, l'eau tient une place prépondérante dans la composition du site. Le Grand canal en est la pièce maitresse.
Les cascades, situées à son extrémité se rapportent aux chutes d'eau des jardins de la Renaissance italienne, d'une rigueur moins affirmée que les escaliers d'eau de la Renaissance française.
Le domaine est composée d'un important réseau de canaux et de sources.
Les sources de la Dhuy et de la Reine, le canal de la filature sont les aménagements hydrauliques les plus remarquables du parc. Étang, ruisseaux cheminent dans le parc.

L'ampleur du parc, les grandes perspectives, les allées cavalières plantées en mails, les alignements d'arbres séculaires font référence aux jardins de l'époque baroque.
Les bosquets d'arbres ornementaux et de production composent une aquarelle d'essences multiples. Près de quatre-vingt sont répertoriées : cèdre du Liban et de l'Atlas, chêne, érable, frêne, merisier, orme, platane, ...

La volière accueil des paons. Originaires des Indes, les paons sont exportés en Europe par les romains. Leur principale caractéristique est leur longue traine très colorée qu'ils déploient pour plaire aux femelles.

En 1831, Claude Perier fait établir une pisciculture au sein du parc et y acclimate truite, saumon, omble chevalier et lavaret.
Sur la rive-est de la cascade, les anciens bâtiments et bassins de cet ouvrage fermé en 2004 sont encore visibles.