Recevant la décharge d’eau de la fontaine de la Pyramide, la cascade, dite le Bain des Nymphes de Diane, est ornée de bas-reliefs dont le plus connu, en plomb autrefois doré et situé sur le mur de soutènement, est une œuvre de Girardon (1668-1670).
Le Bain des Nymphes occupe la paroi nord d’un bassin rectangulaire orné sur trois côtés de bas-reliefs de plomb. Sur les murs en retour, on peut contempler des bas-reliefs des artistes Le Gros, Hongre et Magnier, représentant des nymphes, des figures de fleuve, des jeunes enfants et des animaux aquatiques.