Tra il 1870 e il 1885, per volere del proprietario Alessandro Pucci Sansedoni, socio della Regia Società Toscana di Orticultura, l'edificio originario fu oggetto di un progetto di trasformazione completa, dopo il quale il complesso di villa e giardino si adeguò al gusto allora dominante a Firenze e allo stile dei giardini realizzati dall'architetto Poggi e dai giardinieri Pucci.

Il parco è diviso in una zona alta, destinata a giardino fiorito, e in una bassa occupata dal parco vero e proprio, il cui allestimento botanico comprende alcune specie di alberi ad alto fusto sempreverdi, come lecci, ippocastani, querce, palme e un grande cedro del Libano. Il complesso è inoltre caratterizzato dall'acqua, presente nelle fontane, nei giochi idraulici e nel ninfeo o laghetto della Venere. Nel parco si trovano anche una voliera in muratura e ghisa e una limonaia con una importante collezione di agrumi di grandi dimensioni.

A partire dal 1881 è documentata la costruzione di una serra dotata di impianto di riscaldamento ancora funzionante. Situata in una posizione dominante, essa costituisce l'unico esempio di grande serra calda presente nella zona, nella quale continuano ad essere coltivate alcune piante esotiche come begonie, felci e orchidee.