Bagatelle prend son nom au début du XVIIIe siècle lorsque cette ancienne maison de garde des chasses royales du bois de Boulogne est transformée en pavillon de plaisirs par le maréchal d’Estrées. Haut lieu de la fête sous le règne du jeune roi Louis XV, Bagatelle devient vite un lieu de débauche et une référence en matière de libertinage. Les gens de cour et Louis XV lui-même abritent leurs amourettes, ou « bagatelles », dans cette cachette discrète.
Au fil des années, le pavillon se dégrade. C'est le comte d'Artois, frère de Louis XVI et futur roi Charles X, qui, en 1775, acquiert ce domaine en piteux état au cœur du bois de Boulogne. Mais un étonnant pari va changer la donne : Marie-Antoinette, la belle-sœur du comte d’Artois, lui lance le défi de rénover la propriété en 100 jours, délai au bout duquel la cour y reviendra. Défi relevé ! Ce dernier y parvient en seulement 64 jours, ce qui vaut au château d’être surnommé “la folie d’Artois”. 900 ouvriers ont travaillé jour et nuit pour redonner à Bagatelle toute sa splendeur. Le domaine a par la suite connu plusieurs propriétaires, notamment un marquis anglais (créateur de l’orangerie) et Sir Richard Wallace, connu pour les fontaines parisiennes du même nom.
En 1905, la mairie de Paris le rachète et confie sa réhabilitation au conservateur des jardins de Paris, Jean-Claude-Nicolas Forestier. Il s’attache à transformer Bagatelle en un jardin romantique doté de collections botaniques, sans détruire l’harmonie des aménagements précédents. Roseraie, iris, plantes vivaces, jardin méditerranéen, gigantesques arbres, bassin orné de nénuphars…