Die Schleuse Charlottenburg wurde im Rahmen der Regulierung der Unterspree zwischen 1883 und 1885 errichtet.
Unterspree heißt der Spreeabschnitt vom Mühlendamm bis zur Mündung in die Havel.
1881 hatte Adolf Wiebe die Planungen für das Gesamtprojekt der Kanalisierung der Unterspree vorgelegt, die nach einigen Änderungen mit Unterstützung des Stadtbaurates James Hobrecht verwirklicht wurden.
Unter der Oberbauleitung des Wasserbauinspektors Eugen Mohr entstand die Schleusenanlage.
Für die Schleuse Charlottenburg wurde ein spezieller Schleusenkanal gebaut, der am Spreebogen nördlich des Charlottenburger Schlosses abzweigt und vor der Rudolf-Wissell-Brücke in die Spree zurückführt. Später wurde der Westhafenkanal in den Schleusenkanal eingebunden.
Die Schleuse Charlottenburg besteht aus zwei Kammern mit einer nutzbaren Länge von 87 Meter und 69 Meter, einer Breite von jeweils 9,60 Meter und einer Fahrwassertiefe bei Niedrigwasser von 2,27m Meter. Sie war für Schiffe mit 650 Tonnen ausgelegt. Mit der Fertigstellung der Schleuse begann die Umgestaltung der Spree zu einem Großschifffahrtsweg. Nach Realisierung des Gesamtprojektes wurde am 25. September 1894 der Großschifffahrtsweg durch den Spreelauf eröffnet.Schiffe mit 600 Tonnen Nutzlast konnten seither durch Berlin zum Oder-Spree-Kanal bei Wernsdorf gelangen.