Unter Kurfürst Friedrich V. wurde aus dem "Stückgarten", in dem die Geschütze (auch "Stücke" genannt) standen, ein prachtvoller und weltberühmter Lustgarten, der zum Ruhm des Herrschers beitrug. Der sogenannte "Hortus Palatinus" (Pfälzischer Garten) wurde in den Jahren 1614 bis 1619 von dem aus London berufenen Ingenieur und Architekten Salomon de Caus (1576-1626) geschaffen.
Hier pflanzte man Gewürzkräuter, Buchsbaum und Pomeranzen, legte farbige Muster aus Kies und Tonscherben. Dadurch bekamen auch die Wasserspiele, die ganz zentral waren, mehr Betonung. Zu den Höhepunkten des Gartens zählten künstliche Grottenanlagen, die in den Berg eingelassen wurden.
Nie zuvor war ein so großer Kunstgarten mit einer Fülle von exotischen Pflanzen, Zierbeeten, Laubengängen, Irrwegen, Wasserkünsten, Bildwerken, Grotten und Lusthäuschen entstanden. Im Sinne der Renaissance verwirklichte Kurfürst Friedrich V. im Hortus Palatinus die Idee eines von Menschenhand geschaffenen irdischen Paradieses. Hier vereinigten sich technische, ästhetische und weltanschauliche Grundsätze zu einem Gesamtkunstwerk. Der Hortus Palatinus galt lange Zeit als das achte Weltwunder, obwohl er nie vollendet wurde.
Bereits während des Dreißigjährigen Krieges verfiel die Anlage wegen mangelnder Pflege, in der Folgezeit nutzte man Teile als Gemüsegarten. Der östliche Bereich wurde 1808 als englischer Garten für das Publikum geöffnet. Die nachfolgenden Kurfürsten selbst ließen den reichen Figurenschmuck des Gartens abtransportieren: Ein Teil kam 1720 nach Mannheim, ein anderer schmückte später den Schwetzinger Schlossgarten.