Seit der Fertigstellung der Kaskaden und des „Grottenwerks“ mit dem abschließenden Oktogon im Jahr 1714 waren die Wasserspiele auf dem damals noch „Karlsberg“ genannten Abhang des Habichtswalds die größte Attraktion für Besucher der hessischen Residenzstadt. Kaum ein Reisender versäumte es, dem „mehr als koniglichen Vorhaben“ der Barockanlage und dem „Spielen“ oder „Springen“ der Wasser einen Besuch abzustatten, „welches aber im Hinuntergehen uns ein so fremdes und schönes Schauspiel machte, das ich nicht anders beschreiben kann, als ob ein großer Fluß sich über die höchste Berge in ein ohnabsehlich Thal stürzete, ohnzehlige Spiegel formierte und ein solches Geräusche verursachte, daß man sich im Reden kaum verstehet“(Johann Friedrich Armand von Uffenbach, 1728).
Sehr beliebt waren auch die im Bereich der Grotten installierten „Vexierwasser“, deren überraschend aus den Fugen zwischen den Bodenplatten emporspritzende Strahlen ahnungslose Besucher durchnässten, sehr zur Erheiterung der Eingeweihten.
Durch die mit großem Aufwand vorgenommene Fortsetzung und „natürliche“ Inszenierung der Wasserläufe im Landschaftspark seit 1785 wurden die Wirkung wie auch die Attraktivität der Wasserkünste noch wesentlich gesteigert. Über die beabsichtigten Eindrücke gibt der Hofgärtner Daniel August Schwarzkopf Auskunft: „Auch ist in Zukunft nur ein Haupt Fluß hier zu sehen; alles Waßer und alle vorhandeene Quellen werden zusammen gezogen, über den Aqueduc geleitet, und bilden nach dem nur einen Haupt-Fluß, welcher an manchen Stellen sanft und ruhig, an manchen aber auch reißend läuft, welches der Lage des Orts nach nicht anders sein konnte.“ Aus diesem Grund wurde auch „der Sprung der großen Fontaine … etwas aus der Mitte und näher rechter Hand an die eben beschriebene Cascade gerückt; so daß es scheint, Fontaine und Cascade wäre eine Arbeit der Natur.“
Die romantischen Wasserspiele, die zusammen mit denen des Barock jeweils am Mittwoch und an Sonn- und Feiertagen vorgeführt werden, beginnen mit einem „Waldwasserfall“. Er wird heute nach dem lange in Wilhelmshöhe tätigen Brunneninspektor Karl Steinhofer als „Steinhöfer Wasserfall“ bezeichnet und zeigt das vielfältig zwischen Felsmassen herabstürzende Wasser inmitten des Waldes. Der nächste Höhepunkt ist der Wasserfall unter der „Teufelsbrücke“ in der Nähe der barocken Plutogrotte. Das Wasser fällt etwa 10 Meter tief über aufgeschichtete Basaltblöcke, um dann im „Höllenteich“ wieder zur Ruhe zu kommen. Die ursprünglich hölzerne Brücke von 1793 wurde 1822 durch die noch vorhandene eiserne der Kasseler Firma Henschel ersetzt. Nach einer Strecke ruhigeren, aber an einigen Stellen durch Stufen belebten Laufs des Wassers wird der monumentale Aquädukt erreicht, den Heinrich Christoph Jussow 1788 – 1792 als äußerst markante Architektur in Gestalt einer ruinösen römischen Wasserleitung errichtete. Aus der offenen Rinne stürzt das Wasser über eine Bruchkante gut 30 Meter in die Tiefe. Der Fall des Wassers, die aufsteigende Gischt und das Brausen gehören zu den eindrucksvollsten Momenten der Wilhelmshöher Wasserspiele. Über die „Peneuskaskaden“ läuft das Wasser zum Fontänenbassin, wo mit der gut 50 Meter hohen Fontäne die Wasserspiele ihr offizielles Ende finden.
Das vom Teich abfließende Wasser erreicht nach einem ruhigen Abschnitt die „Jussowkaskaden“, wo es sich über eine Anzahl kleiner Rinnen nach unten ergießt, aber nicht spektakulär stürzt. Vorbei an der Roseninsel fließt es in den „Lac“. Dieser See unterhalb des Schlosses entstand 1785 – 1792 aus der Zusammenlegung von fünf rechteckigen Fischbecken zu einem scheinbar natürlichen Gewässer mit unregelmäßiger Uferlinie.