Mit der Erweiterung des Schlosses 1708-12 unter Friedrich I. zu einer Dreifügelanlage mit Ehrenhof und der Aufwertung des Hauptgebäudes mit einem aufsehenerregenden Turm wurde auch die westliche Orangerie (später Große Orangerie genannt) errichtet. Ihr geplantes Pendant auf der Ostseite war beim Tode Friedrich I. am 25. Februar 1713 noch nicht begonnen und sollte auch nicht mehr zur Ausführung kommen. So stand nur die westliche Orangerie für die Überwinterung seltener Pflanzen zur Verfügung. Während der Sommermonate, wenn über 500 Apfelsinen, Zitronen- und Pomeranzenbäume den Barockgarten zierten, war die Orangerie dann regelmäßig Schauplatz höfischer Festlichkeiten, insbesondere nachdem 1788-1791 unter Friedrich Wilhelm II. am westlichen Ende ein Theaterbau angefügt wurde, dessen Königsloge über eine prächtige Treppe mit der Großen Orangerie verbunden war. Dieses Theater, das ab 1795 auch der Öffentlichkeit zugänglich war, brachte nicht nur die Symmetrie der Schlossanlage aus dem Gleichgewicht, sondern sollte durch seine Größe auch einen neuen Schwerpunkt der Anlage und eine Verbindung zur Stadt Charlottenburg bilden. Mit der Emanzipation des Bürgertums im 19.Jh und der Entstehung neuer Theater und Opernhäuser in Berlin und Charlottenburg wurde das nicht mehr zeitgemäße Theater am Schloss 1910-14 zum Möbelspeicher bzw. Magazingebäude umgebaut. Im Zweiten Weltkrieg stark beschädigt, wurden die beiden Gebäude für neue Nutzungsmöglichkeiten wiederaufgebaut.
Das Projekt sieht vor, die in 2013 bis 2018 an den Dächern und Fassaden der übrigen Schlossanlage ausgeführten Baumaßnahmen auch an der Großen Orangerie und am Theaterbau abzuschließen, das Traufpflaster um die gesamte Schlossanlage zu reparieren und die Zaun- und Toranlagen zum Ehrenhof und Orangengarten zu restaurieren.
