Les jardins conçus par Vignola et réalisés avant 1583, représentent la complète transformation de la forteresse en Villa et se distinguent comme des jardins secrets entourés d’une grande et haute muraille, héritage de l’ Hortus conclusus du Moyen Age. Derrière le Palais, à l’étage Noble ou Bel étage, deux grandes espaces surélevés s’ouvrent en éventail: le jardin d’hiver et le jardin d’été. On y accède par deux ponts, à l’origine mobiles, qui enjambaient le fossé. Dans le jardin d’hiver on trouve la Fontaine des Tartares alors que dans le jardin d’été nous trouvons la Fontaines des Satires. Divisés de façon ordonnée par des haies en 16 carrés. Les quatre statues en pépérin des Hores sont particulièrement intéressantes. Réalisées en 1576 par Giovanbattista de’ Bianchi, elles font fonction de cadrans solaires, placées à l’extrémité des ponts qui font le lien avec le Palais.