Vers 1500, le duc et la duchesse de Bourbon, Pierre et Anne de Beaujeu, agrandissent le vieux palais ducal en faisant construire à sa suite un élégant pavillon Renaissance. Dans le même esprit, la duchesse fait également transformer les anciens jardins médiévaux en de vastes jardins Renaissance qui s’étendent à l’ouest de la tour de la Mal-Coiffée, jusqu’à l’actuelle place Jean Moulin.
À la mode italienneCes jardins se veulent être à l’image des plus grandes créations du royaume de Naples, puisque agrémentés de parterres aux plantes très diverses, de terrasses, de grandes allées, d’un labyrinthe, mais aussi d’un potager, dans la tradition des jardins médiévaux, ou encore d’une orangerie et d’une ménagerie regroupant différents animaux exotiques, comme des dromadaires ou des lions. Anne de Beaujeu demande même à Laurent de Médicis s’il peut lui faire parvenir… une girafe !Ces jardins étaient ornés de fontaines, indispensables aux jardins italiens, dont un, réalisée en pierre de Volvic et de forme complexe, avec deux étages de bassins et différents jets d’eau - fontaine qui subsista jusqu’au milieu du 19e siècle dans la grande cour du château. Depuis 1995, les jardins bas du château restaurés, bien que sans commune mesure avec ceux du 16e siècle, évoquent néanmoins leur souvenir.
Description de Nicolas de Nicolaï – Géographe ordinaire du Roi Henri II« La ville de Moulins est située en lieu plaisant et délectable ...et fut estimée capitale du pays et duché du bourbonnois ; au-dedans de laquelle, au lieu plus éminent, est le chasteau des ducs de Bourbon de telle grandeur et structure que peu s’en trouvent plus capables et accomodés pour loger rois et princes, estant décoré de l’une des belles et superbes fontaines de ce royaume. Puis, au-dessous d’icelui, du costé d’Orient, sont les grands jardins, beaux et spacieux, bien entretenus et cultivés, lesquels sont largement peuplés d’orangers, citronniers, myrtes, lauriers, pins, de chesnes communs et verts et toutes autres espèces d’arbres portant diversité d’excellens fruits... Et sont lesdits jardins séparés du chasteau par deux larges et profonds fossés pleins d’eau, entre lesquels sont les longues lices à courir la bague et à piquer chevaux. »