El Jardín de los limoneros, de forma rectangular, se compone de dos ejes en cruz en los que se suceden pares de cipreses. Del centro del jardín emana una fuente octogonal con azulejos policromados. Una instantánea de este pintoresco lugar recuerda la última visita de la Emperatriz Dña. Eugenia a las Dueñas, en 1920. Cuatro bancos de obra con azulejos de iguales motivos rodean la fuente y tras ellos se extienden sendos parterres de siembra donde crecen diferentes variedades de cítricos como limas dulces, limoneros o naranjos dulces y amargos que se acompañan de clivias, rosales y geranios.

El Patio amplía y evoca su condición de paisaje a través de las venus y los fondos vegetados que crecen en las medianeras formados por especies trepadoras como parras, buganvillas o el espectacular jazmín amarillo cuyo asombroso porte enmarca la puerta de acceso al Patio Principal. Hacia las Caballerizas destacan las hortensias, cuya llamativa floración era muy del gusto de Dña. Cayetana de Alba.

Durante el S.XIX tiempo en el cual las Dueñas fuera casa de vecinos, vivió como inquilina, en la nave superior a las Caballerizas, la familia del folklorista Antonio Machado Álvarez quien guardaba las cuentas del Palacio de Dueñas. Aquí tuvo lugar, un caluroso 26 de julio de 1875 el nacimiento de su hijo, uno de los más grandes poetas españoles, Antonio Machado Ruiz. Antonio y su hermano Manuel, también célebre escritor, jugaron en estos jardines los primeros 8 años de su infancia.

Así recuerda el poeta a su padre y a Dueñas en estos sentidos sonetos de :

“Esta luz de Sevilla…Es el palacio
Donde nací, con su rumor de fuente.
Mi padre en su despacho. La alta frente,
la breve mosca, y el bigote lacio.
Mi padre, aún joven. Lee, escribe, hojea
sus libros y medita. Se levanta,
va hacia la puerta del jardín. Pasea,
a veces habla solo, a veces canta...”

En una nota autobiográfica redactada en 1913, Antonio Machado confiesa la importancia de haber nacido en Dueñas. «La arquitectura interna de la casa en que nací, sus patios y sus azoteas, han dejado honda huella en mi espíritu». El palacio con sus fuentes y limoneros permaneció en su memoria hasta sus últimos días. De hecho, pocos días después de morir en el amargo exilio en Colliure, su hermano Francisco encontró en un bolsillo de su viejo gabán una nota en la que estaban escritos sus últimos versos: «Estos días azules y este sol de la infancia».

Como curiosidad, frente al Palacio, cada año se repite el cante de la saeta de Antonio Machado al paso del Cristo de los Gitanos en La Madrugá del Viernes Santo.

Comunicando el Patio Principal con la nave de Caballerizas, este patio debió ser muy transitado por Machado, quien escribirá:

"Mi infancia son recuerdos de un patio de Sevilla,
y un huerto claro donde madura el limonero, ...".

Continuando por el jardín hacia la fachada del edificio, se encuentra el Cenador, donde a la Emperatriz le gustaba desayunar. Tras este, se aposta una típica alberca para regadío que nos recuerda los orígenes labriegos del edificio como cortijo.