Эти места долго не застраивали, потому что здесь протекала речка Синичка. Со временем вдоль этого притока Неглинной образовалось пять прудов. Один из них, нижний, до сих пор сохранился в парке.
В 1630-х годах построили каменную церковь Иоанна Воина. Она не сохранилась: храм снесли в 1930-х для строительства гостиницы ЦДКА. Но недавно в Екатерининском парке не просто восстановили церковь, а открыли мемориальный комплекс: стелу А.В. Суворова, часовню Александра Невского и церковь Иоанна Воина.
В конце XVIII века на месте будущего парка построили загородную усадьбу графа В.С. Салтыкова. Рядом разбили большой усадебный парк с прудом в центре. Другие пруды закопали, а речку Синичку заключили в трубу.
В 1807 году усадьбу передали Екатерининскому институту благородных девиц, а парк переименовали в Екатерининский.
В конце 1860-х годов Екатерининский институт начал сдавать в аренду бывшие огородные земли севернее пруда. Из-за этого образовалась система мелких участков, и для подъезда к ним проложили Большую и Малую Екатерининские улицы. Сам парк сильно уменьшился.
Застройка XX века изменила окрестности: жилые дома, Театр Красной Армии, Олимпийский проспект и спорткомплекс «Олимпийский», Музей Вооруженных Сил... А Екатерининский парк сохранил историческую планировку — прямые аллеи с диагональными пересечениями. При этом там можно увидеть как молодые посадки, так и деревья возрастом более 100 лет, 3 пруда, декоративное русло речки Синички, оранжерею, розарий, скульптуру «К звездам» 1958 года работы Г. Постникова.
...в старой ротонде в Екатерининском парке Екатерина II любила пить чай с графом Салтыковым, а в находившейся неподалеку оранжерее выращивали лимоны к их чаепитию. Ротонду императрица восстановили по старинным чертежам.