Le parc du casino est mentionné dans le cahier des charges de saisie des thermes de 1882. Il s'étend sur dix-huit hectares environ. Il est bordé par la rivière Cady, sur sa rive gauche et comprend des fontaines, des pièces d'eau et des kiosques. Les cartes postales et photographies anciennes montrent un plan d'eau pour le canotage. Dans le parc, se trouve le casino, l'hôtel du Portugal, l'hôtel du parc, l'île du parc agrémentée d'un kiosque. Le parc renferme des villas et chalets.

Lors de la séance de délibération de la commission départementale chargée de la protection des monuments naturels et des sites de caractère artistiques ou pittoresque, le parc de l'établissement thermal de Vernet-les-Bains est classé: "A la suite de nouveaux abattages d'arbres situés dans la propriété de la société thermale de Vernet-les-Bains, la question s'est posée au cours de la dernière réunion de la section permanente de savoir si les effets du classement doivent s'appliquer à toute l'étendue de la propriété de la société fermière comprenant une surface de 20 hectares ou simplement au parc proprement dit. La section permanente ayant estimé que le parc seul devait être soumis au classement, il demande à la commission de formuler son avis. Après un échange de vues [...] le commission départementale chargée de la protection des monuments naturels et des sites, considérant qu'il serait excessif d'étendre à toute la propriété les prescriptions de la loi du 2 mai 1930, décide à la majorité de ses membres de ne proposer que le classement exclusif du parc proprement dit figurant en teinte rose sur le plan dressé le 20 avril 1931 et se composant des parcelles figurant au plan cadastral sous les numéros ci-après."

Le 15 septembre 1931, l'artiste Charles Trénet, alors âgé de 18 ans, est arrêté dans le parc de l'établissement thermal pour outrage public à la pudeur. Il est condamné à 6 jours de prison et 200 frs d'amende. Il bénéficie d'un sursis. Dès lors, l'artiste est doté d'un casier judiciaire qui le prive d'une carrière aux États Unis. Si cette anecdote impacte la carrière de l'artiste, il est probable que Charles Trénet évoque le parc de l'établissement thermal dans sa chanson "un jardin extraordinaire". Le parc est aujourd'hui rebaptisé du nom de l'artiste en hommage à ses jeunes années vernétoises.

En 1940, les inondations emportent la majeure partie de l'établissement thermal. L'aspect général du parc est largement modifié. L'hôtel du parc est détruit dans sa totalité, ainsi que les anciens thermes, une partie de l'hôtel Ibrahim Pacha. Les villas et chalets au bord du Cady sont emportés par les eaux.

Aujourd'hui, le parc fait partie de l’arboretum de Vernet-les-Bains, où plus de 1000 essences végétales sont réunies. Le haut dénivelé que présente la commune (de 400m à 2785m d’altitude) permet une richesse de la flore et la présence d’essences rares. L’hiver y est très doux, et il neige très peu en hiver. Il y a plus de 300 jours de soleil par an. Un réseau ingénieux de canaux permet d’irriguer le parc par un système d’ouverture et de fermeture de trappe. Les arbres sont dotés de cabanes à oiseaux destinées à accueillir des mésanges, le premier prédateur des chenilles processionnaires.