Zu diesem Ensemble gehört ein kleiner Palast, der von Gärten in verschiedenen Stilen umgeben ist. Der Palast, ein zwischen 1762 und 1768 erbauter Luxusbau, befindet sich südöstlich des Grand Trianon auf dem Gelände des Schlosses von Versailles. Zunächst richtete Ludwig XV. auf dem Gelände einen Zoo, einen Garten, eine botanische Schule und eine Orangerie ein.

Im Jahr 1762 beauftragte der König seinen ersten Architekten, Ange-Jacques Gabriel, mit dem Bau eines Palastes, der die verschiedenen Gärten überragt. Dieses Gebäude, ein Meisterwerk der aufkommenden neoklassizistischen Architektur, hat einen quadratischen Grundriss mit vier im korinthischen Stil verzierten Fassaden. Es vereint die Talente von Gabriel, dem Bildhauer Honoré Guibert und mehreren Dekorateuren, die der Innenausstattung einen raffinierten Geschmack verliehen. Im Erdgeschoss befanden sich die Diensträume, im Obergeschoss die Empfangsräume und im Dachgeschoss die "Herrenwohnungen". Madame du Barry, die Favoritin Ludwigs XV. nach Madame de Pompadour, weihte den Palast 1769 ein.

Nach dem Tod Ludwigs XV. schenkte sein Enkel Ludwig XVI. das Petit Trianon seiner Frau Marie-Antoinette, die einen persönlichen und intimen Raum abseits des Hoflebens schuf. Sie fügte ein Theater hinzu und verwandelte den botanischen Garten in einen Garten im englischen Stil. Zwischen 1777 und 1782 errichtete Richard Mique weitere Gebäude, darunter den Liebestempel, einen Alpengarten und einen Reiterspielplatz. Inspiriert von dem Maler Hubert Robert und der Philosophie von Rousseau errichtete er in der Gegend auch ein ländliches Dorf.

Im Jahr 1867 stellte Kaiserin Eugénie eine Sammlung von Gegenständen aus dem Besitz von Marie-Antoinette für eine Ausstellung zusammen. Das Petit Trianon, das seit 1862 unter Denkmalschutz steht und seit 1979 zum UNESCO-Weltkulturerbe gehört, ist heute Teil des Nationalmuseums der Schlösser von Versailles und Trianon und kann besichtigt werden.

Das Anwesen ist nach der ehemaligen Villa von Trianon benannt, die Ludwig XIV. 1668 erwarb. Parallel zum Grand Trianon war es zunächst als Ménagerie de Trianon oder Hermitage de Trianon bekannt, bevor es 1759 seinen heutigen Namen Petit Trianon annahm.

Der von Madame de Pompadour in Auftrag gegebene Palast Petit Trianon wurde erst 1768 fertiggestellt, so dass sie die Fertigstellung nicht mehr erleben konnte. Madame du Barry bewohnte es später. Der quadratische Grundriss misst 23 Meter auf jeder Seite und seine vier Fassaden sind mit korinthischen Säulen und Pilastern versehen. Das Erdgeschoss, das aufgrund des Gefälles des Geländes von der Süd- und Ostseite aus zugänglich war, diente der Versorgung. Im Obergeschoss befanden sich die Empfangsräume und die Wohnung der Königin, und im Dachgeschoss waren mehrere Wohnungen und die Bibliothek von Marie-Antoinette untergebracht. Während des Ersten Kaiserreichs wurde der Palast von Pauline Borghese und Kaiserin Marie-Louise neu eingerichtet und später vom Herzog von Orléans und seiner Frau bewohnt.

Zum Anwesen gehören der Palast Petit Trianon, der Französische Pavillon, der Liebestempel, der Freskenpavillon und mehrere Gärten, wie der Französische Garten und der Englische Garten, sowie das Theater der Königin. Im Dorf der Königin, rund um den Großen See, befinden sich mehrere kleine Lehmhäuser, die den Bauernhäusern des Pays de Caux nachempfunden sind. Im Jahr 2008 wurde das Petit Trianon dank der Schirmherrschaft von Montres Bréguet, dem großen Schirmherrn des Ministeriums für Kultur und Kommunikation, vollständig restauriert.