In 1695 kreeg Sophia Charlotte van Hannover het district Lietzow van haar echtgenoot keurvorst Frederik III, in ruil voor haar landgoederen in Caputh en Langerwisch, bij Potsdam.
Frederik liet tussen 1695 en 1699 een zomerresidentie voor zijn vrouw bouwen door de architect Johann Arnold Nering. In 1701 werd Frederik de eerste Pruisische koning (Frederik I van Pruisen), en hij maakte het gebouw veel groter
Vlak na de dood van Sophie Charlotte werd het dorp bij het paleis 'Charlottenburg' genoemd en het paleis zelf Schloss Charlottenburg, en werd de nederzetting gecharterd als stad. De koning was burgemeester van de stad totdat Lietzow in 1720 werd opgenomen in Charlottenburg.
Frederiks opvolger, Frederik Willem I van Pruisen, verbleef zelden in het paleis. Frederik Willem probeerde zelfs de privileges van de stad te beëindigen. Pas in 1740, bij de kroning van zijn opvolger Frederik II (Frederik de Grote), werd de stad weer belangrijk. De oostelijke Nieuwe Vleugel werd tussen 1740 en 1747 door Georg Wenzeslaus von Knobelsdorff gebouwd als woning van Frederik de Grote. Later gaf Frederik II de voorkeur aan het paleis van Sanssouci, dat hij deels zelf had ontworpen.
Toen Frederik II in 1786 stierf, volgde zijn neef Frederik Willem II hem op. Charlottenburg werd zijn favoriete residentie, net als die van zijn zoon en opvolger Frederik Willem III.
Na de nederlaag van het Pruisische leger bij Jena in 1806 werd Charlottenburg bezet door de Fransen. Napoleon bezette het paleis, terwijl zijn troepen in de buurt kampeerden.
Recreatie- en woongebied
In de late 18e eeuw hing de ontwikkeling van Charlottenburg niet alleen af van de kroon. De stad werd een recreatiegebied voor de groeiende stad Berlijn. De eerste echte herberg werd geopend in de jaren 1770, in de straat die toen "Berliner Straße" heette (nu Otto-Suhr-Allee), en vele andere herbergen en biertuinen zouden volgen, die vooral populair waren voor weekendfeesten.