Ved Fredensborg Slots opførelse var en stor del af Nordsjælland et kongeligt jagtterræn, som til dels var udlagt med stjerneformede vejsystemer til brug for parforcejagt. Der var ingen jagt på Fredensborgs grund; her lå stutteriet Østrup, men jagtstjernerne har muligvis inspireret slottets arkitekt J.C. Krieger til at bygge slotshaven op over syv alléer med et fælles udgangspunkt i slottet. Fredensborg Slotshave blev anlagt efter barokkens formkrav om helhed og samhørighed mellem bygning og haveanlæg og med symmetri og hierarki som kodeord.
Ved havefacaden ligger en halvcirkelformet lysthave. De syv alléer stråler i vifteform ud fra slottet gennem lystskoven og skaber kontakt til landskabet og Esrum Sø. En allé, Eremitage Allé, fortsætter på den anden side af Esrum Sø i Gribskov, hvor kongen havde jagtrevir indrettet til parforcejagt. Samlet var der ca. 15 km alléer primært skabt af lind, hestekastanje, rødgran og eg. Haven var indrettet med dyrehave, hesteopdræt, fasaneri, ande- og kaninopdræt, sneglebakke, frugt- og urtehave samt orangeri og menageri med bjørn og ulv. Ved Esrum Sø lå et chaluphus samt en pavillon.
I 1760’erne, under Frederik 5., omlagde Nicolas-Henri Jardin haven. Den midterste allé blev bl.a. omlagt til en dobbeltallé med et tapis-vert (»grønt tæppe«) og med skulpturer af Johannes Wiedewelt. Kronen på værket var Wiedewelts to store monumenter med siddende kvindefigurer, der symboliserer Danmark og Norge som fællesrige.
Mange alléer blev fjernet frem til midten af 1800-tallet, og landskabsgartnerne Johan Ludvig Mansa og Rudolph Rothe forenklede haven til en landskabelig skovpark. Fra omkring 1960 har en langsigtet strategi sørget for at bevare og sikre havens hovedstruktur. Der er genplantet alléer, og i årene 2009‑13 er bl.a. skulpturerne i havens midterallé, Brede Allé, restaureret, og flere centrale havedele restaureret i et tæt samarbejde mellem Slots- og Kulturstyrelsen og tegnestuen Schønherr, herunder også en ny udformning af parterret ud for havefacaden og en genskabelse af den såkaldte Ballonplads.
Slotshaven blev offentligt tilgængelig efter forfatningsændringerne i 1849. Siden 1947 har kongehuset reserveret en del af haven, og her har dronning Ingrid skabt en stor arts-, blomster- og farverig landskabelig have. Under dronning Margrethe 2. er urtehaven genskabt, og der er opført et nyt orangeri, en rosenhave og en staudehave. Med sine 120 ha er det Danmarks største barokhave.
Den 13. februar 2018 sov prins Henrik ind på slottet. En del af hans aske blev nedsat i den private del af slotshaven.
