Позже, на рубеже XVII и XVIII столетий, свой дворец здесь выстроил князь Матвей Петрович Гагарин – вначале ближайший сподвижник Петра I. Он был московским комендантом, затем назначен сибирским губернатором. Но, заподозренный в симпатии к царевичу Алексею, был обвинен в злоупотреблении властью, подвергся пыткам и, хотя вины своей не признал, был приговорен к смертной казни. А Студенец отошел государству. Но ненадолго, поскольку императрица Анна Иоанновна возвратила усадьбу семейству Гагариных, и они разбили здесь голландский парк с прудами, названными впоследствии Гагаринскими.
В самом начале XIX века Студенцом владел граф Федор Андреевич Толстой, а в период войны с Наполеоном и после нее здесь уже обитал его зять – Арсений Закревский, генерал, герой Отечественной войны 1812 года, московский генерал-губернатор в 1848–1859 годах, ставший министром внутренних дел при Николае I. Он сделал из «дачи Студенец» московское чудо (ее стали называть и «дача Закревского»).
Был выстроен деревянный дом с флигелями (архитекторы Д.И. Жилярди, А.Г. Григорьев; разобран в 1900 году). Основой композиции усадьбы является необычная водная система первой половины XVIII века: по сторонам центральной трехрядной аллеи парка размещаются участки, обведенные каналами. Первоначально они имели одинаковую планировку, в которой читалась буква «Е». По преданию, она обозначала вензель императрицы. Из многочисленных мемориальных сооружений, выстроенных в 1820-х годах в память победы в Отечественной войне 1812 года, сохранилось два: белокаменная колонна на острове (восстановлена в 1960 году) и передвинутый в 1973 году на новое место павильон «Октагон». Первоначально изящный восьмигранный павильон в стиле ампир стоял над источником, и из чугунных масок на его стенах били фонтаны.