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Der Gedanke ist nicht allzu weit hergeholt, denn die Anlage wurde nach dem Vorbild der quadratischen Londoner Parks, der sogenannten „Squares“ konzipiert. So passte er sich hervorragend in die umgebende Villenbebauung und die regelmäßig geplanten Straßenzüge aus dem 19. Jahrhundert ein. Denn nach dem verheerenden Brand im Jahr 1848 wurde der Innenstadtbereich Hamburgs nach englischem Vorbild architektonisch neu geordnet. Und insbesondere auf dem ehemaligen Klostergelände in Harvestehude kann man dieses Muster noch gut ablesen. Schachbrettartige Wohnquartiere präsentieren noch heute ihre prächtigen Villen im Reihenhausstil. Im Zentrum dieses Viertels wurde 1884/85 nach den Entwürfen von Franz Andreas Meyer, Oberingenieur der Baudeputation, der Innocentiapark angelegt.
Der Name der Grünfläche geht auf Papst Innozenz IV. zurück. Dieser hatte Mitte des 13. Jahrhunderts den ehemaligen Landbesitzer, das Kloster Herwardeshude, bestätigt. Im Besitz des Klosters lagen damals ausgedehnte Ländereien in diesem Gebiet, die ursprünglich landwirtschaftlich genutzt wurden. So diente das Gebiet um den heutigen Innocentiapark als Schäferei. Im 19. Jahrhundert verkaufte das jetzige St. Johannis-Kloster seinen Pachthof Harvestehude an ein Konsortium. Die Bebauung des Geländes wurde nur unter der Voraussetzung gestattet, dass ein Teil der Fläche als Parkanlagen gestaltet wurde. Eine dieser Anlagen ist der Innocentiapark.
Noch heute ist die damalige landschaftliche Gestaltung der Grünfläche gut erkennbar. Im Mittelpunkt liegt eine ausgedehnte, geschwungene Rasenfläche, die dem relativ kleinen Park – er ist etwa drei Hektar groß – dennoch eine gewisse Weite verleiht. Ursprünglich befand sich auf der Wiese auch ein naturnah angelegter Teich, der heute jedoch verschwunden ist. Ein Gürtel aus Bäumen und Sträuchern umgibt die zentrale Rasenfläche und schirmt die Anlage gegen die begrenzenden Straßen ab. Dichte und offene Bepflanzung wechseln sich ab, so dass immer wieder Blicke auf die wunderschönen Stadthäuser freigegeben werden. Im Osten wurden zwei Hügel errichtet, die zusätzliche Ausblicke in den Park und seine Umgebung bieten sollten, jedoch sind diese heute nur noch beschränkt möglich.
Große gestalterische Beeinträchtigungen erlitt der Innocentiapark, als am 9. Juni 2004 ein Sturm über ihn hinwegfegte und mehrere Dutzend alter Bäume zerstörte. Daraufhin gründeten einige Anwohner spontan die Initiative „Innocentiapark e.V.“ mit dem Ziel, die Anlage wieder in ihren Urzustand zu versetzen. Seitdem sind mehrere Bäume und Sträucher in dem am schwersten betroffenen Nordteil neu angepflanzt worden.
Der Park ist ein bedeutendes Gartendenkmal.