До створення парку улюбленим місцем прогулянок львів'ян був Високий замок. З півночі на замкових схилах розташовувався санаторій «Кисельки», де 1910 року померла Марія Конопницька. Територія нинішнього парку тоді називалася Стрийським передмістям, а землі належали місту ще за грамотою Казимира Великого в середині XIV століття.

Місцевість була вкрита болотами та чагарниками, не придатна ні для пасовищ, ні для забудови. Вона була важкодоступною, похмурою і небезпечною, оскільки слугувала притулком для втікачів, які переховувалися від правосуддя. У другій половині ХІХ століття, після створення Галицької автономії, влада намагалася дбати про статус міста, надаючи пріоритет усім інвестиціям, які б виділяло місто як столицю Галичини. Розвиток зелених зон і створення сучасного, просторого парку були одними з найважливіших ініціатив цього періоду. Занедбану територію колишнього цвинтаря місто почало впорядковувати лише в середині 1870-х років з ініціативи депутата Станіслава Нємчиновського (1887-1891) – учасника Січневого повстання, президента Ремісничої палати, майстра-кравця та депутата міської ради Львова. Проект було доручено Арнольду Рьорінгу, інспектору міських садів. Розташований у південній частині міста " на 83 акрах [за іншими даними це було 86 акрів – ABR], перемежованій глибокими ярами і високими пагорбами", парк став окрасою міста. Його нижню частина збудували на місці колишнього Стрийського кладовища, заснованого у 1784 році, але функціонував він лише до 1823 року, коли на теперішній вулиці Стрийській було закладено новий цвинтар. Францішек Яворський писав у 1910 році у своїй праці " Львів старий і вчорашній":  

"Двадцять років тому на цьому місці була романтична порожнеча, непрохідний лабіринт ярів, балок, глиняних дюн, місце проживання всіляких волоцюг, а часом і місце для небезпечних розваг молоді, які без будь-якого нагляду старших, вправлялися у стрільбі з вогнепальної зброї та влаштовували свої улюблені ігри в "жандарма і розбійника". Покинутий австрійський форт був єдиним слідом людської діяльності. Лише за кілька років до Національної виставки 1894 року магістрат почав заліснювати пустирі, а решту зробила сама виставка".

Проект парку передбачав закладання центральної грабової алеї, створення штучної водойми, численні насадження листяних, хвойних дерев та декоративних кущів. У 1888 році міський лікар д-р Антоній Павліковський писав про значення парку у своїй доповіді «Про стан здоров’я в місті Львові»:

«З точки зору гігієни парк Кілінського має велике значення для Львова, оскільки деревний покрив цього парку складається переважно з хвойних порід (близько 35 тис. дерев), які, коли виростуть у більші дерева, будуть виділяти багато смолистого аромату. Здорове та чисте повітря, яке надходить із полів та луків, що оточують парк, спонукає людей масово відвідувати його і вже є найулюбленішим місцем для прогулянок. [...] Оскільки вулецькі землі сприятливі для вирощування соснових дерев, такі дерева тут будуть вирощувати, і цього року ними вже засаджено велику площу. У парку Кілінського є багато видів місцевих та екзотичних дерев і кущів, які незабаром будуть позначені табличками, щоб ознайомити публіку, особливо молодь, з номенклатурою деревних рослин, пробуджуючи таким чином любов до природничих наук».

У парку було висаджено близько 40 000 дерев, серед яких численні клени, карликові каштани, вільхи, буки, берези, кілька видів дубів, акації, верби, горобини та липи. З хвойних дерев і кущів були сосни, ялини, канадські ялинки, кипариси, туї, ялівці, тиси і модрини. З декоративних кущів — магонія звичайна, кизил білий, ліщина червона, глід, карагана, олива, рокитник, бузина, жасмин. Коли у 1894 році відкрилася Всесвітня виставка, яка приймала сотні тисяч людей, павільйон міста Львова, збудований за проектом Юліуша Гохбергера, згодом перенесли з виставки до парку і відкрили там ресторан, де влітку можна було сидіти і слухати музику. Натовпи львів’ян приходили сюди на прогулянки, а взимку каталися на лижах і санках на схилах.  У 1925 році знавець пам'яток і популяризатор туризму Мечислав Орлович писав про парк: "Його рельєф складається з стрімких схилів кількох ярів, вкритих мальовничими групами дерев з квітниками, штучними руїнами замку, ставком і рестораном [...]". Згадані руїни були створені із залишків старого мосту, кам'яних межових стовпів, а також... надгробків зі старого кладовища. Ставок у парку досі існує і залишається одним з улюблених місць  львів'ян, які приходять сюди з дітьми, щоб погодувати лебедів, порибалити та відпочити на лавочках.

Період Першої світової війни та подальша війна з більшовиками принесли втрати і руйнування всьому місту, включно з міськими парками. Під час військових дій на парк впав та розбився австрійський літак, а в листопаді 1918 року в парку поховали полеглих українських стрільців, після війни ексгумованих і перенесених на Янівський цвинтар. Єжи Бандровський писав у 1921 році:

"Парк Кілінського і післявиставкова площа перетворилися на поле битви, де ворожі стрілецькі угрупування билися між собою. У цьому приємному куточку Львова, як і в усьому Львові, лунали постріли з гвинтівок, а площа післявиставкова була полем битви. Мабуть, тоді тут було дуже сумно... Порожнеча і безлисті, голі гілки дерев.... Осінній морок, сірість, холод, стрілянина і ця скорботна трагедія".

У 1922 році преса повідомляла, що пам'ятники в парку розвалюються, а через знищення вандалами зелених насаджень у 1924 році навіть планували обгородити газони колючим дротом. На щастя, після війни знайшлися гроші, щоб привести парк до ладу, і в 1922 році тут навіть збудували лижний трамплін, на якому проводили чемпіонати Львова. Влітку 1924 року було впорядковано нижню паркову терасу, і парк перетворився на справжню окрасу міста. Магістрат також придбав нові лавки та смітникові урни.

Також варто пояснити, звідки походить колишня назва парку. Вона вшановувала пам’ять полковника армії Костюшка Яна Кілінського (1760-1819), шевця за фахом. Завдяки щедрості місцевих мешканців, у нижній частині парку встановлено пам'ятник роботи львівського скульптора Юліана Марковського. Сама історія пам’ятника надзвичайно цікава. Після того, як міська влада затвердила гіпсову модель пам'ятника, до парку привезли величезний необроблений валун розміром 5 Х 5 м, який до місця призначення везли на возі, запряженому вісьмома парами волів. Отримавши кошти для роботи, Марковський з помічниками приступили до обробки каменю, та оскільки вони почали її лише у 1892 році, завершити скульптуру не вдалося, як планувалося, тобто до відкриття Всесвітньої виставки, яке припало на річниці повстання Костюшка (1894).  Пам'ятник встановили на постамент лише восени 1895 року – і від самого початку викликав низку суперечок. Постать Кілінського була зображена в повний зріст, полковник тримав у правій руці шаблю, а в лівій – прапор. Мистецтвознавці та експерти визнали пам'ятник застарілим за формою та надто помпезним за виразом. Корнель Макушинський у 1921 році нарікав: "Жахливий пам'ятник героїчному шевцю: певно, що Кілінський шив кращі чоботи, ніж скульптор, який осквернив його скульптурою". Тим не менше, пам'ятник став символом патріотизму для мешканців міста, і понад століття був мовчазним свідком історичних змін та політичних потрясінь. На щастя, пошкоджений пам'ятник вдалося врятувати за радянських часів, чому неабияк посприяло "правильне", зрештою, пролетарське походження Кілінського. На початку ХХІ століття скульптурі бракувало двох найважливіших атрибутів – шаблі та прапора, а також частини табличок з написами. У 2006 році за кошти Міністерства культури та національної спадщини Польщі було проведено комплексну реставрацію пам'ятника, а також роботи з консервації та розчищення території навколо скульптури. Роботи виконувала польсько-українська команда реставраторів під керівництвом професора Варшавської академії мистецтв Януша Смази.

У ХХ столітті парк зазнав численних реконструкцій та оновлень. У 1930 році тут збудували радіовежу, а у 1951 році частково розібрали вузькоколійку, а на її місці зробили Львівську дитячу залізницю. Роком пізніше паркова брама з вулиці Паркової отримала декоративні арки на коринфських колонах за проектом Генрика Швецького-Вінецького. Було значно розширено територію парку за рахунок прилеглих пустирів, висаджено нові дерева. Всю територію обгородили парканом, а палац мистецтв і ротонду переобладнали під спортивні споруди. Також частину парку відвели під дитячі майданчики. Сьогодні площа Стрийського парку становить 52 га і поділяється на три частини: нижню терасу (парк), верхню терасу та лісопарк. Від початку створення це було одне з найчарівніших місць Львова і залишається таким донині. Львів'яни із задоволенням годують лебедів, прогулюються руїнами та оглядають оранжерею, діти граються на дитячих майданчиках та біля фонтанів з казковими персонажами, а молодь користується першим в Україні скейт-парком, збудованим у 2008 році. У 2009 році за кошти польського уряду було відреставровано пам'ятник Кілінському, приведено до ладу алеї та модернізовано освітлення. У 2013 році відремонтували фонтан з фігурою хлопчика з популярної української казки про Івасика-Телесика, яких знаходиться у верхній частині парку.  

"Втім, післявиставкова площа та парк Кілінського в майбутньому представлятиме цінність для історії Львова. Сьогодні там вирує життя,  його дуже часто описують репортери і колумністи, надто багато закоханих пар гуляють там, і надто часто елегантні львів'яни обирають проводити час саме там [...]", – писав Францішек Яворський у 1910 році. Через понад сто років після цих слів, можна з упевненістю сказати, що Стрийський парк, безперечно, залишив спогади кільком поколінням львів’ян. І хочеться сподіватися, що він залишиться таким місцем для багатьох наступних.