História Stupavy je nerozlučne spätá s popredným šľachtickým rodom Pálffyovcov, jeho členovia takmer tri storočia určovali jej rozvoj. Vo zveľaďovaní mestečka, stupavského kaštieľa a parku pokračovali Károlyiovci.
Podľa písomných prameňov stál v 16. storočí na mieste dnešného kaštieľa rozlohou menší panský dom. V tomto čase boli jeho súčasťou aj ovocné záhrady, jedna sa nachádzala pri panskom mlyne (dnes nefunkčný umelý vodopád), druhá pri dnes už neexistujúcom pivovare. Pri prestavbe panského domu na renesančný kaštieľ v polovici 17. storočia, prešla reprezentačnou úpravou určite aj záhrada, ale jej podobu nepoznáme. Zachovalo sa však meno zatiaľ najstaršieho známeho panského záhradníka, v roku 1670 ním bol Filip Kaser.
Nasledovnú barokovú úpravu kaštieľskej záhrady z polovice z 18. storočia zachytil situačný plán uložený v pálffyovskom archíve. Renesančné obranné vodné priekopy okolo kaštieľa boli prebudované na okrasné záhrady s dvomi vodometmi. Priestor východne od kaštieľa, v miestach dnešného jazierka, upravili na pravidelne ohraničené okrasné kvetinové záhony vo francúzskom štýle. Súčasťou kaštieľskej barokovej záhrady bola aj jazdiareň, dva menšie skleníky, mlyn a byty pre panského záhradníka, lesníka a stolára. Po vlastníckej zmene stupavského veľkostatku v roku 1867 dal nový majiteľ gróf Alojz Károlyi upraviť nielen kaštieľ, ale aj panskú záhradu v jeho blízkosti. V druhej polovici 19. storočia bola záhrada premenená v anglickom štýle na krajinársky park. Bažinatú vodnú plochu východne od kaštieľa upravili na jazierko s kamennou obrubou brehov a umelým ostrovčekom.
Celková parková plocha bola výrazne rozšírená a doplnená novými nepôvodnými drevinami. V parku vznikli citlivo komponované malebné priehľady, poskytujúce harmonické zoskupenia a solitéry rôznorodých drevín, kombinované s trávnatými plochami. Udržiavané parkové prostredie voľne prechádzalo až do lesných porastov v okolí Pajštúnskeho hradu, kde bola s veľkým finančným nákladom zriadená a udržiavaná zvernica. V priestore parku sa v prvej polovici 20. storočia nachádzali viaceré hospodárske objekty – pivovar, debnáreň, práčovňa a mlyn, ktorý sa ako jediný z nich zachoval dodnes. Cez park pretekali dva potoky a napájali umelé jazierka. Pri futbalovom štadióne sa na vyvýšenom mieste zachovalo torzo altánku s prístupovou cestou pôvodne lemovanou alejou pagaštana konského.
Staré barokové skleníky v tomto čase pravdepodobne už neexistovali. Gróf Károlyi dal koncom 19. storočia vybudovať nový trojdielny vykurovaný skleník s kotolňou. Slúžil na pestovanie kvetov, priesad a na prezimovanie tropických kvetín. V súčasnosti je skleník v havarijnom stave, patrí však medzi jedinečné zachované pamiatky svojho druhu na Slovensku a čaká na zaslúženú pamiatkovú obnovu. Tvorí ho liatinová konštrukcia uložená na opornom múre a murovanej podeste, presklená lomená plocha je orientovaná smerom na juh. Konštrukciu vypĺňali sklené platne obdĺžnikového tvaru, súčasťou liatinovej konštrukcie boli vstupné dvere a vetracie vyklápacie okienka. Podľa svedectva historických fotografií a pohľadníc v skleníku prezimovávali v objemných drevených kvetináčoch palmy. Teplotu v skleníku regulovali panskí záhradníci zvinovacími zatieňovacími rohožami a drevenými doskami uloženými zvonku na presklenej ploche. V letnom období cudzokrajnými palmami skrášľovali okraje chodníkov medzi východným krídlom kaštieľa a jazierkom.
Posledným panským záhradníkom v službách grófa Ľudovíta Károlyiho bol Jozef Krupička (1874 – 1948), syn hlavného záhradníka kniežaťa Pálffyho v Malackách. Na jeseň v roku 1927 usporiadal v skleníkoch trojdňovú výstavu ovocia a zeleniny. Podľa správy v novinách bola vystavená zelenina všetkých druhov v prekvapujúcej akosti a kvety, medzi inými aj krásne mohutné palmy, begónie a orchidey, ktoré tvorili rámec celej výstavy. Najkrajšia bola vraj ovocinárska expozícia, ktorú dopĺňala ukážka spracovaného a konzervovaného ovocia a zeleniny. Výstavu si v tom čase s veľkým záujmom prezrelo asi 2000 návštevníkov.
Stupavský park so vzácnymi drevinami patrí medzi najkrajšie v Bratislavskom kraji, jedným z najobdivovanejších stromov sú mohutné platany západné. Napriek necitlivým stavebným zásahom v uplynulom polstoročí a nedostatočnej údržbe, je park nositeľom vzácnych kultúrno-historických hodnôt. Do zoznamu kultúrnych pamiatok bol spolu s kaštieľom zapísaný v roku 1963, v súčasnosti je národnou kultúrnou pamiatkou, evidovanou v Ústrednom zozname pamiatkového fondu.