Le jardin, suivant les plans proposés par Bernard Collette, Architecte en Chef des Monuments Historiques, restitue fidèlement celui existant au XIXe siècle avant qu’il ne se transforme pour un siècle en cour d’école.
Le jardin de l’orangerie est situé dans la cour délimitée : au nord, par la Chapelle de l’archevêque et l’Orangerie qui viennent fermer, au XVIIIe, la cour de l’Orangerie en reliant l’aile Henri II et la cathédrale ; à l’ouest, l’aile Henri II (XVIe) du Palais des archevêques ; au sud, la bibliothèque de l’Archevêque (XVIIIe). Ce jardin constitue donc un élément majeur de notre patrimoine « jardin ».
L’Orangerie du palais des Archevêques : on trouve trace de la première orangerie édifiée dans l’ancien jardin des Archevêques de Sens sur un dessin d’architecture conservé aux archives départementales de l’Yonne : y figurent également les écuries construites par Monseigneur de Montpezat, mort en 1685. De fait, les travaux de l’Orangerie, définis dans un devis datant de 1684, ont été attribués en 1687 à deux entrepreneurs, Louis Richard et Jaques Dupain. Le bâtiment, couronné d’un fronton aux armes de Monseigneur de Montpezat, est destiné à abriter durant l’hiver les orangers décorant en été les cours et jardins de l’archevêché. Il ne comporte qu’une porte et deux fenêtres.
L’actuelle orangerie, construite dans les années 1740, fait partie, avec le trésor, la chapelle des archevêques et l’escalier monumental du palais archiépiscopal, des nombreux travaux entrepris par Monseigneur Languet de Gergy. Le nouveau bâtiment, avec une voûte d’arrêtes reposant sur des piliers de grès, est largement éclairé sur son côté sud par de vastes et nombreuses portes et fenêtres. Sur le fronton extérieur de forme triangulaire figurent deux arrosoirs avec pommes, un râteau, une bêche, une pioche, des cordeaux...