En 1695, Sophia Charlotte de Hanovre obtient de son mari l'électeur Frédéric III le district de Lietzow, en échange de ses domaines à Caputh et Langerwisch, près de Potsdam.
Frederick fait construire une résidence d'été pour sa femme par l'architecte Johann Arnold Nering entre 1695 et 1699. En 1701, Frédéric devient le premier roi de Prusse (Frédéric Ier de Prusse), et il fait construire un bâtiment beaucoup plus grand
Juste après la mort de Sophie Charlotte, le village situé près du château s'appelait "Charlottenburg" et le château lui-même "Schloss Charlottenburg", et la colonie a été constituée en ville. Le roi a été le maire de la ville jusqu'à ce que Lietzow soit incorporé à Charlottenburg en 1720.
Le successeur de Frédéric, Frédéric Guillaume Ier de Prusse, ne séjournait que rarement au palais. Frédéric Guillaume tenta même de mettre fin aux privilèges de la ville. Ce n'est qu'en 1740, lors du couronnement de son successeur Frédéric II (Frédéric le Grand), que la ville retrouve son importance. La Nouvelle aile orientale a été construite par Georg Wenzeslaus von Knobelsdorff entre 1740 et 1747 pour servir de résidence à Frédéric le Grand. Plus tard, Frédéric II a préféré le palais de Sanssouci, qu'il avait en partie conçu lui-même.
À la mort de Frédéric II en 1786, son neveu Frédéric Guillaume II lui succéda et Charlottenburg devint sa résidence préférée, comme ce fut le cas pour son fils et successeur Frédéric Guillaume III.
Après la défaite de l'armée prussienne à Iéna en 1806, Charlottenburg est occupée par les Français. Napoléon occupe le palais, tandis que ses troupes campent à proximité.
Zone récréative et résidentielle
À la fin du XVIIIe siècle, le développement de Charlottenburg ne dépend pas seulement de la couronne. La ville est devenue une zone de loisirs pour la ville de Berlin, en pleine expansion. Sa première véritable auberge a ouvert dans les années 1770, dans la rue qui s'appelait alors "Berliner Straße" (aujourd'hui Otto-Suhr-Allee), et de nombreuses autres auberges et brasseries ont suivi, surtout pour les fêtes du week-end.