Kadrioru park ja Kadrioru loss rajati 18. sajandi alguses, kui Peeter I ostis 1714. aastal Drentelnide suguvõsale suvemõisa ja ligikaudu sada hektarit maad Lasnamäe nõlva all. 1718 mõõtis arhitekt Niccolò Michetti koos Peeter I-ga maha lossi ja aia plaani. Michetti planeeris pargi ja lossi kolmeosalisena Itaalia villade eeskujul. Lossi juurde rajati lossi ehitajatele ja teenijaskonnale Kadrioru sloboda, pargist edelapoole oja äärde ning seal asusid majad kahes reas koos juurviljaaedadega. Pargiväravate juures lõunasuunal (tänapäeva Weizenbergi tänav kohal) asus nn vahimaja, põhjasuunal aga puhkemaja. Nimi Katharinenthal (Kadriorg) võeti senise Fonnenthali asemel kasutusse alles 1740. aastatel.
18. sajandi keskel lasi keisrinna Anna Ivanovna viia lossipargist Peterhofi palee parki viia raidkujud ja purskkaevud ning Kadrioru loss jäi edaspidi kasutamata ja hooletusse. Kadrioru lossi ja pargi paremad päevad saabusid pärast keiser Aleksander I külaskäiku Tallinnasse 1804. aastal, pärast mida anti korraldus Eestimaa kubernerile korrastada loss ja ehitati tänapäeva Koidula tänav äärde lossi ülevaataja elumaja, kus tänapäeval asub Eduard Vilde Muuseum, kuid aja jooksul jäi loss jällegi keisriperekonna tähelepanuta.
Käidavaim koht pargis on Luigetiik ning selle ümbrus. Luigetiigi kõrval asub F. R. Kreutzwaldi monument. Koidula 12a asub Eesti tuntud kirjaniku A. H. Tammsaare muuseum. F. R. Kreutzwaldi monumendi taga asub muuseum Miia-Milla-Manda koos laste mänguväljakuga.
Algselt oli Luigetiigi juures teisel pool tänavat jääva tiheda kõrghaljastusega pargi asemel itaalia-prantsuse regulaarpark. Regulaarpargina oli algselt kavandatud väike osa kogu suurest pargist. Suuremas osas säilitati loodusmaastiku ilme aasade ja metsatukkadega, mida läbisid alleed. 1722. aastal istutasid sõdurid parki 550 puud. Pargi kiire kujundamise huvides praktiseeriti tollal edukalt täiskasvanud puude ümberistutamist. Osa puudest, eelkõige hobukastanid, kavatseti hiljem Peterburi aedadesse üle viia, kuid Peeter I surma järel see ununes ning hobukastanid jäidki Kadriorgu. Selles pargi osas asub mitmeid erinevaid skulptuure: Amandus Adamsoni monument, “Belvedere Apollo” koopia, Jaan Koorti monument. Kunagi asusid Kadrioru pargis punakaartlaste mälestussammas, Juhan Smuuli monument ja Kadrioru lossi ees J. Vares-Barbaruse mälestussammas.
Luigetiigi kõrvalt lossi juurde viiva promenaadi äärde jäävad mitmed lossi kõrvalhooned. Kõrvuti asuvates lossi külalistemaja ning pargipaviljon ruumides asuvad praegu Eesti Kunstimuuseumi restaureerimistöökojad. Roheline aas 3 asub 19. sajandi keskpaiku Kadrioru lossivalitsejale ehk kastellaanile ehitatud neobarokse maja esimesel korrusel asub 20. sajandi alguse eesti kirjaniku Eduard Vilde muuseum. Maja kõrval on Peeter Mudisti skulptuur “Kodumaa”.
Kadrioru lossi väravate vastas asub väike vahimajake ning sellele järgnevad lossi köögimaja ning jääkelder. Restaureeritud köögihoones on koha leidnud kunstikoguja Johannes Mikkelii kunstikollektsiooni tutvustav muuseum. Üle tee on Peeter I majamuuseum, hoone mis tänapäeval esindab ainsana Eesti arhitektuuris 17. sajandi suvemaja ehituslaadi ning on seetõttu ehitusmälestisena eriti väärtuslik.