Depuis le XVIIe siècle, différents palais ont existé à l'emplacement du palais d'Amalienborg actuel.

Le premier palais, appelé Sophie Amalienborg (en), est construit entre 1669 et 1673 pour la reine Sophie Amalie et son époux le roi Frederik III (décédé en 1670), sur une partie du terrain acquise par le roi Christian IV à l'extérieur de la vieille ville fortifiée de Copenhague, au début du XVIIe siècle[1]. La reine douairière y habite jusqu'à sa mort le 20 février 1685. Ce palais comprend un jardin qui remplace le « Jardin de la reine » détruit pendant le siège de la Suède (en) en 1659. Le 15 avril 1689, le roi Christian V, fils de Sophie Amalie, y célèbre son quarante-quatrième anniversaire avec un opéra allemand. À la suite du grand succès de la représentation, elle est répétée le 19 avril 1689. Lors de cette seconde représentation, un décor prend feu : le théâtre et le palais sont complétement détruits et environ 180 personnes meurent.

Le deuxième palais d'Amalienborg est construit au début du règne de Frédéric IV[1]. Ce nouveau palais est composé d'un pavillon d'été, d'un pavillon central avec des orangeries et d'arcades de part et d'autre du pavillon. Les bâtiments sont entourés par, d'en côté, un jardin à la française, et de l'autre, des terrains d'exercices militaires.

En 1748, le roi Frederik V lance le développement du quartier Frederiksstaden pour commémorer le tricentenaire de l'ascension de la famille Oldenburg sur le trône du Danemark et le tricentenaire du couronnement de Christian Ier de Danemark[1]. Il nomme le diplomate danois Adam Gottlob Moltke comme chef du projet et Nicolai Eigtved comme architecte[2]. Amalienborg est la pièce maitresse de ce projet : un ensemble de quatre hôtels particuliers identiques conçus pour accueillir des familles nobles autour d'une place octogonale.

Après l'incendie du palais de Christiansborg du 26 février 1794, la famille royale danoise acquiert les palais Moltke, à l'usage du roi, et Schack, pour le prince héritier[3],[1]. Une colonnade, conçue par l'architecte royal Caspar Frederik Harsdorff (en), est ajoutée pour relier ces deux palais[1].

Depuis 1794, Amalienborg est une résidence royale dans laquelle différents membres de la famille royale danoise se succèdent. Les quatre rois du Danemark Christian VII, Christian VIII, Frederik VIII et Christian IX, ont donné leur nom aux quatre palais.