Парк был создан архитектором А. Штакеншнейдером, инженером М. Пилсудским, садовыми мастерами П. Эрлером и П. Архиповым в правление Николая I (с 1832 по 1857 годы). Ранее эта местность носила название Охотного болота, но в начале 1830-х годов здесь построили дома для немецких колонистов, и новый парк получил название Колонистский. Большую часть парка занимает Ольгин пруд, вырытый в 1837—1838 году на месте Охотного болота и названный в честь дочери Николая I. Его берега были укреплены огромными валунами и ограждены дамбой, на которой устроена аллея. На островах Ольгиного пруда расположены Царицын и Ольгин павильоны.
До 1941 года к югу от Колонистского парка находилась Александринская колония.
После разрушений во время Великой Отечественной войны постройки долгое время стояли в руинах. Реставрация началась только в 2001 году и продолжалась четыре года.