В царствование Михаила Федоровича в Кремле на скате Боровицкого холма были устроены на сводах старых разрушенных дворцов Бориса Годунова и Лжедмитрия I набережные сады — Верхний и Нижний. По свидетельству современников, государь интересовался разведением садов, тратил много средств на приобретение за границей новых, неизвестных в России дорогих растений. Так, по его указу гамбургский купец Петр Марселис, снабжавший царский двор заграничными товарами, привез в Москву махровые и прованские розы. Немецкий ученый Адам Олеарий свидетельствует о том, что розы эти были взяты из готторпских садов герцога Голштинского. По приказанию Михаила Федоровича в Астрахани были заведены царские виноградники, из собираемых с них ягод изготавливалось вино, поступавшее в государевы погреба. Например, в 1630 году было отправлено в Кремль 50 бочек белого и красного вина. При Михаиле Федоровиче виноградные лозы посадили даже непосредственно в кремлевских садах, где уже шел эксперимент по выращиванию грецких орехов.
Алексей Михайлович уделял садам столь же большое внимание, как и его отец. Он также выписывал из-за границы растения. Так, в 1654 году «августа 22 пришли… на голландском корабле иноземцы гость Андрей Виниюс да Иван Марсов и сказали воеводе Борису Пушкину, что де по царскому указу купили они на государев обиход заморем в Голландии… девятнадцать дерев садовых заморских овощей: 2 дерева оранжевых яблок (апельсинов. —
Во времена Тишайшего кремлевские сады уже не могли конкурировать с загородными усадебными, располагавшимися в царских резиденциях, в особенности в Измайлове, но Федор Алексеевич снова стал уделять им много внимания. Со стороны набережной Москвы-реки сады защищала каменная стена с окнами, с внутренней стороны была построена каменная же решетка. По углам Верхнего сада стояли большие беседки, в которых можно было «прохлаждаться», любуясь окрестными видами на реку и Замоскворечье. В 1681 году был выкопан пруд, дно и стенки которого выложили свинцовыми плитами. Этот водоем стал первым «морем» для будущего императора Петра I, который в раннем детстве плавал по нему в потешных карбасах и шнявах. При Федоре Алексеевиче в Верхнем и Нижнем набережных садах помимо плодовых деревьев и кустарников (яблонь, груш, вишен, смородины и пр.) выращивались лекарственные травы (гвоздика, анис, шалфей, тимьян) и цветы, в том числе розы. Так, по описи 1702 года в Верхнем набережном саду насчитывалось 130 яблоневых деревьев, 25 грушевых, восемь кустов винограда, куст барбариса, 23 куста шиповника, 410 кустов смородины, шесть кустов красных пионов, девять ящиков гвоздики. Тогда же в Нижнем набережном саду росло шесть виноградных лоз, 25 кустов шиповника, десять кустов красной смородины и 20 черной, десять кустов малины, тысяча «тюльпанов цветных» и три тысячи средних и мелких, 70 нарциссов, 82 лилии, пять ящиков гвоздики и пр. Тюльпаны привозились из Голландии и стоили очень дорого.
Садовники царя Федора продолжили опыты по выращиванию южных растений, начатые еще при деде и отце государя. В кремлевских садах были разбиты виноградники и бахчи с арбузами и дынями. Для вызревания плодов теплолюбивых растений впоследствии были устроены 12 оранжерейных палат (по шесть в каждом из набережных садов), отапливаемых изразцовыми печами. В летнее время сады защищались от птиц сетями из медной проволоки. Построенная в 1687 году Водовзводная башня доставляла воду для полива растений.
Примечательно, что обустройство Нижнего набережного сада включало и картины «преоспективного письма», которыми художник Петр Энглес, когда-то создававший декорации для постановок в придворном театре Алексея Михайловича, украсил стены, беседки, столбы и решетки.