W XVII w. ukończono budowę nowej siedziby opackiej. Wówczas teren parku został powiększony w kierunku południowo-zachodnim. Wielki rozkwit ogrodu nastąpił dzięki Jackowi Rybińskiemu, ostatniemu opatowi oliwskiego zgromadzenia i pomysłodawcy parku w nowej formie. To właśnie on sprowadził do Oliwy wybitnego mistrza sztuki ogrodniczej – Kazimierza Dębińskiego z Kocka. Temu bezpośredniemu wykonawcy i jego pracy w latach 1750-1754 zawdzięczamy obecny kształt terenu. Projekt ogrodu został najprawdopodobniej wykonany przez ogrodnika Hentschla. Wzór dla części południowo-zachodniej stanowiła francuska sztuka ogrodowa, styl barokowo-rokokowy. Zachwycały strzyżone szpalery lipowe, kwiatowe partery, urozmaicone przez stawy boksety oraz spiętrzony w formie wodospadu strumień. Całość wzbogacono tzw. małą architekturą ogrodową, czyli: altanami, grotami, świątyniami oraz chińskim domkami.

Na północny zachód od części francuskiej parku i pałacu rozprzestrzenia się obszerniejsza część ogrodu powstała w końcu XVIII w. Twórcą rozbudowy na lewym brzegu Potoku Oliwskiego był ogrodnik z Berlina, Georg Johann Saltzmann, sprowadzony przez przedostatniego opata cysterskiego – Karola Hohenzollerna-Hechingena. Nowa część parku otrzymała modny wówczas układ angielski z elementami chińskiej sztuki ogrodowej. Wykorzystano część istniejącego już dawniej drzewostanu. Z dawnych elementów parkowych zachowały się dwa zadrzewione pagórki i duży staw w kształcie litery L, przez który przepływa Potok Oliwski. Przy jego wylocie ze stawu urządzono kaskadę spadającą z szumem po głazach. Do końca XVI w. stał w tym miejscu jeden z młynów oliwskich.

W 1831 r. król pruski Fryderyk II skonfiskował dobra cystersów na Pomorzu, a park i pałac przeszły na własność rodziny Hohenzollernów. Od 1860 r. teren został udostępniony zwiedzającym. W latach 1836-1881 zmieniono układ na krajobrazowy, otwarty dla szerokiej publiczności. Erich Wocke zlikwidował resztki zachodniego muru obronnego. Włączono wówczas do kompozycji stary ogród klasztorny oraz założono po pierwszej dekadzie XX w. alpinarium na miejscu labiryntu. Park został zniszczony w 1945 r., ale po wojnie przywrócono mu poprzedni stan. Włączono do niego utworzony w latach 1954-1956 Ogród Botaniczny, znajdujący się na wschód od alpinarium i palmiarni.

We francuskiej części parku można podziwiać najpiękniejszy i najbardziej reprezentacyjny fragment ogrodu – trawiasty dywan ze wzorami z nisko formowanego, ciętego bukszpanu, ozdobiony na narożach stożkami strzyżonych cisów. W południowej części znajduje się staw, przeznaczony obecnie na hodowlę ryb. W parku poprowadzono również szpaler lipowy, tworzący 112-metrową aleję strzyżonych lip wysokości około 15 m. Ku wschodowi przechodzi ona w dwa szpalery lipowe, biegnące z obu stron długiego kanału. Dawniej odnosiło się wrażenie, że staw łączy się z wodami Zatoki Gdańskiej, odległej o dwa kilometry. Cysterscy mnisi nazywali tę aleję „Drogą do wieczności”. Inna znana nazwa to „Książęcy Widok”. Z aleją sąsiaduje sztuczna dolinka otoczona przez magnolie, azalie i rododendrony. W tym zakątku zwanym Rajem odsłonięto w 1955 r. popiersie Adama Mickiewicza, w setną rocznicę śmierci poety. Od tego roku również Park Oliwski nosi jego imię.

Niedaleko znajduje się mały pawilonik ogrodowy, zbudowany w 1981 r. W tej części parku widnieją malownicze grupy drzew, a wśród nich kilka olbrzymich okazów buków pospolitych i lip drobnolistnych, starszych niż park opata Rybińskiego. Można tam zobaczyć również wiekowy żywotnik olbrzymi, który jest pomnikiem przyrody. Wartość parku polega właśnie na tym, że spotykamy w nim cenne okazy flory, pochodzące niemal ze wszystkich kontynentów. Rosną tu m.in.: wspaniałe modrzewie europejskie i modrzew japoński, kasztanowce białe i kasztan jadalny, dęby czerwone i dąb szypułkowy, tulipanowce amerykańskie, brzozy brodawkowate, magnolie drzewiaste oraz daglezje zielone i wiele innych egzotycznych drzew.

W Parku Oliwskim znajduje się również Pałac Opatów, cenny zabytek architektury XVIII w., a także prace artystyczne reprezentujące głównie Wystawę Współczesnej Rzeźby Gdańskiej. Budynek pałacu wzniesiono w XVIII stuleciu z inicjatywy opata Jacka Rybińskiego. Przetrwał do XIX w., ale spłonął pod koniec II wojny światowej. Odbudowany na początku lat 60. pałac stanowi obecnie siedzibę Oddziału Sztuki Współczesnej Muzeum Narodowego w Gdańsku. Licznie zgromadzone rzeźby to już trochę zapomniana Wystawa Współczesnej Rzeźby Gdańskiej, otwarta wiosną 1976 r. Składają się na nią m.in. prace: Zdzisława Kosedy („Ławica”), Janiny Stefanowicz-Schmidt („Niobe”), Zygmunta Kępskiego („Macierzyństwo”) oraz Adama Smolany („Żagle”). Ustawiono tu również pomniki autorstwa znanego rzeźbiarza gdańskiego Alfonsa Łosowskiego, wyobrażające Świętopełka Wielkiego oraz Mszczuja II - niezwykle zasłużonych dla Oliwy i Gdańska książąt pomorskich. Interesujące są również tzw. groty szeptów (inaczej „Uszy Dionizosa”), które jako pozostałość barokowego wyposażenia ogrodu z XVIII w. zaskakują niezwykłą akustyką-osoby znajdujące się w dwóch przeciwległych grotach mogą prowadzić rozmowę szeptem.

Popularność oliwskiego parku wzrosła w 1925 r., kiedy Oliwa stała się siedzibą biskupa gdańskiego. Po wojnie park został wpisany do rejestru ochrony zabytków przyrody województwa gdańskiego, a w 1971 roku do rejestru zabytków miasta Gdańska. Jest oazą piękna i spokoju. To ulubione miejsce Gdańszczan. Mogą tu odpocząć, pospacerować i doświadczyć natury wszystkimi zmysłami. Dzieci karmią kaczki pływające w stawach. Co roku odbywa się tu „Parkowanie”, czyli święto Parku Oliwskiego. Od trzech lat, w sierpniu, mieszkańcy i turyści mogą uczestniczyć w czterodniowym Międzynarodowym Festiwalu Mozartowskim – Mozartiana. Jego program obejmuje zarówno dzieła Mozarta jak i utwory inspirowane twórczością mistrza. Repertuar uzupełniają koncerty symfoniczne, kameralne i wykonania arii z oper wiedeńskiego klasyka.