Средином 19. века, након што је тврђава изгубила војну функцију, започело је уређење празног простора који је раздвајао београдску варош од утврђења, по узору на паркове европских метропола тог времена. Најстарији планови о уређењу Калемегдана потичу из 1867. године, а направио их је први београдски урбаниста Емилијан Јоксимовић. Тада је простор пошумљен и уређен по угледу на енглеске паркове. Данас се у овом великом парку налазе различити садржаји: шеталишта, спортски терени, уметнички павиљон „Цвијета Зузорић“, Природњачки музеј, Музички павиљон, као и Зоолошки врт.
Парк чине две целине: Велики Калемегдан, који се простире од Узун Миркове улице према Сави, и Мали Калемегдан, окренут према Дорћолу. Велики Келемегдан био је изграђен као прави парк, са клупама и разноврсним растињем. Ту су постављене бројне скулптуре и споменици који подсећају на важне историјске тренутке, али и истакнуте личности српске уметности и културе. Стога Калемегдан представља својеврсно предворје Београдске тврђаве, чија је историја нераскидиво везана за историју Београда.
За разлику од парка на Великом Калмегдану, Мали Калемегдан је још крајем 19. и у првим деценијама 20. века имао садржаје намењене разоноди посетилаца. Ту су гостовали циркуси и забавни паркови и приказивани кратки филмови, под великом шатром која је имала сопствену динамо-машину за производњу електричне енергије. Овде је радило и прво домаће луткарско позориште „Куку Тодоре”.