Nachdem Sophie Charlotte ihrem Gemahl Kurfürst Friedrich III. 1694 ihren Landsitz auf Caputh bei Berlin zurückgegeben hatte, übergab dieser ihr am 30. Juni 1695 als Ersatz das Dorf Lietze/Lützow etwa sieben Kilometer vor Berlin sowie ein Grundstück. Im Jahr 1696 beauftragte Sophie Charlotte dort den Bau einer Sommerresidenz. Nach der Krönung Friedrichs zum König Friedrich I. in Preußen und Sophie Charlottes zur Königin in Preußen im Jahr 1701 wurde dass Schloss weiter ausgebaut, sodass eine Dreiflügelanlage entstand. Nach dem Tod Sophie Charlottes am 1. Februar 1705 im Alter von nur 37 Jahren nannte der König das Schloss und die angrenzende Siedlung ihr zu Ehren „Charlottenburg“.
Von 1709 bis 1712 veranlaßte der König dann weitere Umbaumaßnahmen wie den Umbau des Mittelstück und die markante Schlosskuppel sowie den Bau der Orangerie zur Überwinterung der Pflanzen und einer Kapelle. Nach dem Tode Friedrichs I. im Jahr 1713 ging das Schloss Charlottenburg an Friedrich Wilhelm I., welcher dies nur für Festlichkeitne nutzte.
Seine heutige Form erhielt das Schloss unter Friedrich Wilhelm II., welcher es 1740 zu seiner Residenz herrichten ließ.

Heute ist das Schloss als Museum zu besichtigen. Zu sehen sind hier unter anderem die Wohnung Friedrichs des Großen, Kroninsignien von Friedrich I. und seiner Gemahlin Sophie Charlotte, das Porzellankabinett, die Goldene Galerie, zahlreiche Gemälde und eine bedeutende Sammlung französischer Malerei des 18. Jahrhunderts