I midten af 1600-tallet anlagde kong Frederik den 3. og dronning Sophie Amalie en lystgård til deres tre piger ved den nuværende Allégade. Den fik navnet Prinsessernes Gård.
Gården blev i 1680 til Prinsens Gård, da den blev overtaget af kronprins Frederik – den senere kong Frederik den 4. Han syntes dog, at stedet var for småt, og fik i stedet i slutningen 1690’erne opført en større lystejendom på toppen af Frederiksberg Bakke.
Ejendommen opkaldt han efter sig selv, så den kom til at hedde Friederichsberg, og det gav navn til den senere bydel Frederiksberg.
Frederik var inspireret af de italienske landvillaer, som han havde set på sine rejser, og fik stedet udbygget i deres stil. Også den franske slot Versailles har været et forbillede.
Det første byggeri på bakken blev udført af bygmesteren Ernst Brandenburger (1689-1713). Formentlig har det i begyndelsen kun bestået af en bygning med én fløj.
Placeringen på toppen af bakken gav god mulighed for at anlægge et terrasseformet haveanlæg i den park, som sikkert fra starten var tænkt ind i anlægget. Frederik den 4. havde en idé om, at parken skulle forbinde den gamle lystgård med det nye slot.
Parken er nærmere beskrevet under Frederiksberg Have.
Den én-fløjede bygning blev hurtigt for lille efter kongens smag. I 1709 blev det lille slot derfor udbygget med to sidefløje, som var forbundet med en portbygning mod vest, der nok allerede var opført i den tidligste byggefase. Udbygningen stod arkitekten Johan Conrad Ernst (1666-1750) for. Dermed fik slottet mod havesiden den udformning, det har i dag (billedet herover).
På samme tid blev Lakajgården bygget syd for slottet. Her var bl.a. slottets køkken, stalde og vognremise.
En underjordisk gang forbinder slottet med Lakajgården, så personalet nemt kunne komme fra den ene bygning til den anden. Gangen siges også at være brugt af de kongelige, så de uset kunne forlade slottet.
I 1730’erne fuldendte hoffets bygmester Laurids de Thurah (1706-1759) anlægget med de afrundede fløje, der forenede sig med portbygningen. Dermed fik slottet sin nuværende grundplan.
I denne periode fungerede Frederiksberg Slot som kongelige residens, mens Københavns Slot bliver bygget om og igen få år senere da det første Christiansborg Slot blev bygget.
I 1770 gennemførtes en større ombygning og restaurering af Frederiksberg Slot, som arkitekten C. F. Harsdorff (1735-1799) stod for og endelig udformede arkitekten Jørgen Hansen Koch (1787-1860) den nuværende portbygning i slutningen af 1820’erne.
I slottets indre blev vægge og lofter dekoreret af de bedste danske og udenlandske kunstnere.
Frederik den 4. bragte selv malerier og tapeter med hjem fra sin udlandsrejser. Der blev indrettet værelser med temaer, f.eks. et kinesisk værelse og et “pandekagekøkken” til de prinsesser, der boede på slottet.
I kælderen under slottet, fik kong Christian den 7.’s læge, Johan Friederich Struensee, indrettet et “hemmeligt” marmorbad, som måske blev brugt til kongens møder med kongens hustru, Caroline Mathilde.
Da Struensee i 1772 blev henrettet for sit forhold til dronningen og hans landsforræderiske indflydelse på landets styre, skete på Vestre Fælled ikke langt herfra.
I starten af 1700-tallet blev der indrettet en hel kirkesal i slottets østfløj. Kirken optager to etager, men bemærkes ikke udefra.
Kirkens loft er dekoreret med bibelske motiver af hofmaleren Hendrik Krock (1671-1738).
I midten af 1800-tallet blev kong Frederik den 6.’s dronning, Marie Sophie Frederikke, den sidste kongelige beboer på Frederikberg. Hun opholdt sig som enkedronning på slottet indtil sin død i 1852.
Herefter blev slottet bolig for bl.a. Zoologisk Haves direktør og tilholdssted for Frimurerlogen. Det blev også samlingssted for nogle af guldaldertidens forfattere.
Under krigen i 1864 fungerede slottet som lazaret for soldater, og i 1868 blev det overtaget af Hærens Offiersskole, der stadig har til huse på Frederikberg Slot.