Ce jardin (1991) en terrasse doit son nom à la proximité de l’église dédiée à Notre-Dame de Fatima. Construite en 1954, à la suite d’un vœu formulé en 1944 par le cardinal Emmanuel Suhard (1874-1949) pour la protection de Paris, elle fut choisie par le réalisateur Roger Vadim (1928-2000) pour y tourner une scène du film culte « Et Dieu créa la femme » (1956). Dans la partie haute du jardin, de grands catalpas ombragent des bancs en pierre. Les plantations du jardin ont été partiellement remaniées dans le cadre des travaux de prolongement du tramway T3 mis en service en 2012.