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在圆明园长春园东北狭长地带建有一组欧式园林，俗称西洋楼，共由十余座西式建筑和庭院组成。西洋楼景区呈T字形，东西长860米，西部南北宽300米，其余仅宽65米，总占地面积7万平方米。仅为圆明园三园总面积的五十分之一。
西洋楼建筑群动工的起因，完全是由于乾隆皇帝偶然对西洋画中的“水法”产生了兴趣。其实，“水法”就是喷泉，当时在欧洲园林中已被普遍采用，但在闭关锁国的清朝却甚为罕见。于是，乾隆皇帝就问意大利教士郎世宁(1688—1766)，什么人可以仿造“水法”。后来就由郎世宁和法国教士王致诚(1702—1768)、蒋友仁(1715—1774)等人一起设计，先在圆明园内的“水木明瑟”修造了喷泉，又于乾隆十年(1745)，在长春园北划地修建了第一座西洋建筑——“谐奇趣”，这也是中国皇家园林建筑史上的第一座西洋建筑。
西洋楼自乾隆十二年（1747）开始筹划建筑，包括谐奇趣、万花阵、养雀笼、五竹亭、方外观、海晏堂、远瀛观、大水法、观水法、线法山、方河、线法墙等。乾隆十五年（1750）以后西洋楼景区陆续建造：首先是谐奇趣。乾隆十七年（1752）主体建筑建成，二月完成大殿、游廊、亭子等处的室内装修绘画。第二阶段建设始于乾隆二十一年（1756），乾隆下旨命“长春园谐奇趣东边，着郎世宁起西洋式花园地盘样稿呈览”。乾隆二十二年（1757）郎世宁为新建西洋水法楼画铜门大样。海晏堂于乾隆二十四年（1759）建成。同时方外观、大水法等建筑也随后建成。此后，又过了二十四年，直到乾隆四十八年（1783），才在大水法以北建成了远瀛观。远瀛观也是西洋楼中唯一一处郎世宁没有直接参与的建筑（郎世宁已经去世），至此，西洋楼建筑群才彻底建造完成，前后历时三十六年。
西洋楼由耶稣会教士郎世宁（圣名若瑟，米兰人，Giuseppe Castiglione，1688—1766）作为总设计师设计并监修的，但是郎世宁本身是一位画家，不具有独立设计西洋楼的能力，所以设计西洋楼的工作不是郎世宁独立完成的，而是一支拥有各方面专家的设计团队协作成果。这支团队主要有蒋友仁（圣名德栩，法国人， Benoist Michael，1715—1774，机械专家，是西洋楼水法［喷泉］的设计者）、王致诚（法国人，Jean Denis Attiret，1702—1768，为西洋楼乃至圆明园绘制装饰画）、利伯明（Ferdinando Moggi，建筑师和雕刻家）、艾启蒙（Ignatius Sickelpart，画家）、戴卡维（Pieer Incarville，植物学家），还有圆明园如意馆的中国画师沈源、孙祜等人参与，最终由中国匠人进行施工。
西洋楼的建造时期正好是欧洲宫廷大规模建造园林的时代，从艺术风格来说，是巴洛克转向洛可可风格的时期。西洋楼的主体建筑风格是晚期意大利巴洛克风格。所有建筑物均为墙体承重，大多采用大理石石柱和青砖，墙身嵌有五色琉璃花饰。屋顶为中式庑殿顶覆以琉璃瓦。立面柱式、门窗及栏杆扶手等都是西式做法。细部装饰为西洋雕刻中夹杂着中国特色的花饰。西洋楼每栋建筑布局和细部处理各有不同。谐奇趣、方外观、海晏堂都使用了极富装饰性的室外大楼梯，与室外水法相结合，具有浓厚的十八世纪欧洲园林情趣。
西洋楼设计在总体布局上，采用欧洲传统的几何构图，局部又采用了我国的自然山水布局。在造园内容上，既有西洋的宫殿、迷宫、线法画、水法（喷泉）、花坛和绿篱，又有中国的竹亭、叠石和甬路；既有西洋石狮、翻尾石鱼，又有中国传统文化中的十二生肖。在花木配植和修剪方面，也是西方的几何形式和中国的自然风景形式的搭配，视景区的要求而不同地布置。但是，相比于建筑和园林，“水法”才是西洋楼建筑群的灵魂，所有建筑和园林其实都是水法的陪衬，因为乾隆皇帝对水法有极大兴趣才修建西洋楼，所以西洋楼中几个重要建筑实际具有的功能都是为皇帝提供观赏水法的空间。例如，谐奇趣的主体建筑有上下三层，但是只有二层是主要的使用空间。另外西洋楼建筑物在使用功能方面考虑得较少，室内使用面积较小，辅助服务用房太简单。两个高位水池占用了大量的建筑材料和建筑体积，东西水车房的手压式水泵机械性能差，以至于后来直接改用人工挑水方式装满水池。
圆明园西式建筑的许多细部做法后来成为宫廷西式建筑的标准。皇家园林做法中出现了西式建筑术语且西式建筑某些做法已有一定的法式，如《圆明园工程做法》中就有“界西洋索子锦”（即天花板上绘西洋图案）、“西洋如意栏杆”、“西洋墙”及“西洋拨浪”等西式建筑。二十世纪初在皇家园林中再次出现了“海晏堂”。位于中海的海晏堂是清代最著名的建筑世家样式雷的第六代传人雷廷昌建造的。不仅和圆明园海晏堂名字相同，而且其建造过程、建筑式样、内部陈设也和西洋楼颇为相似。
西洋楼建筑群是中国皇家园林首次引入西方巴洛克风格，将其与中国传统装饰相融合，是对巴洛克风格的一次中国化尝试。西洋楼建筑群使用了本国的材料和施工工匠，工艺更是与中国传统石作工艺一脉相承，易于国人摹仿，在此后一个世纪中，影响了一批具有巴洛克风格的中国近代建筑。
咸丰十年（1860），英法联军火烧圆明园，圆明三园被抢被烧，大量建筑被烧毁，花草树木也遭到严重损害，但这场“火劫”却只是这座名园灾难的开端。1900年，八国联军占领北京期间，圆明园里的太监勾结老百姓、土匪、地痞趁机拆除尚未被毁坏的建筑木料，砍伐大量古树，甚至把它们烧成木炭拿出去卖，但此时圆明园的山形水系仍然没有遭到破坏。1904年，圆明园总管机构裁撤，残存构件遭到进一步盗抢。到北洋军阀时期，各类军阀、官僚、政客乘机对西洋楼的石料强取豪夺，甚至连周边的老百姓也大量肆意取用圆明园及西洋楼的石料。
因此，西洋楼的石刻文物被拆运到各地，甚至流落海外。与此同时，从民国开始，很多农民为了发展生产、建造房屋，纷纷挖山取土。到二十世纪八十年代初，园内有民房、学校、耕地、工厂、打靶场，整个圆明园的山形水系均被破坏。经历了这几次劫难的圆明园和西洋楼逐渐沦为一片废墟。
1976年，圆明园管理处成立，1983年7月，中共中央、国务院批准的《北京城市建设总体规划方案》，明确要在本世纪建成圆明园遗址公园。同月，市政府决定成立北京市圆明园遗址公园筹建委员会，并拨专款四十万元，修复长春园东、北、南三面围墙，8月10日，在西洋楼旧址举行遗址整修奠基仪式。经过多年努力，圆明园管理处回收了原属范围内的全部土地使用权，搬迁了园内全部住户和绝大部分驻园单位。又分别在1977年、1987年和2008年三次成功接回了西洋楼观水法石屏风、谐奇趣菊花式喷水池和一对大水法吐水石鱼三套西洋楼流散文物。二十世纪八十年代以后，圆明园管理处多次对西洋楼遗址进行了清理、整修和加固，如分别于1987年和1992年，先后在原址按原样修复黄花阵全部阵墙和欧式圆亭。虽然在归位和复建上有很大问题（如欧式圆亭复建错误），但也清理了西洋楼的大量垃圾和被掩埋的道路，所以今天所看到的西洋楼遗址现状早已不是被毁后的样貌，而是几次整修后的。整个西洋楼遗址剩余的石构件数量已经不足完整时的百分之二十。
2015年北京市文物研究所又分别对养雀笼和海晏堂夯土台基座进行了考古挖掘。2016年，对海晏堂夯土台完成了加固工程。因为游客量太大，而且游客对西洋楼的破坏程度与日俱增，为了更好地保护西洋楼遗址，2016年，圆明园管理处完成了整个西洋楼的木栈道铺设工程，从此游客参观西洋楼必须按照规定路线游览，最大限度降低了圆明园西洋楼遗址的再度破坏。
