A Cascata Grande ou Cascata Rocaille, foi desenhada por Robillion e destinava-se a fechar o eixo principal da Fachada de Cerimónias, e a criar um certo climax não jardim. A sua construção data de 1772. A pedra é proveniente de Pêro Pinheiro. A água brota a partir de um mascarão de pedra e do bico de duas fénix, escorrendo sobre grandes blocos de pedra rusticata, ladeada por pesadas volutas rocaille, caindo num lago de moldura delicadamente lavrada. A estrutura é suportada por elegantes pilastras, cujo modelo foi também usado para servir de pedestal aos bustos que decoram o bosquete e o jardim.
A cascata seria supostamente abastecida pelos encanamentos que partiam do tanque do Miradouro, atravessando palácio, lagos e jardins. O seu funcionamento estaria condicionado pelo volume de água acumulado não tanque existente não topo da própria cascata, do qual dependeria a duração da queda de água.
Esta Cascata, elemento decorativo muito usado nos jardins do Século XVIII português, apresenta características estruturais semelhantes à existente na Quinta Real de Caxias, a qual foi construída posteriormente, à Cascata dos Poetas na Quinta do Marquês de Pombal em Oeiras, que se julga ser contemporânea da cascata de Queluz e ainda à cascata da Quinta de Belém que lhe é anterior.