Vejen er opkaldt efter prinsesse Charlotte Amalie (1789-1864), der blev født i 1789 på Sorgenfri Slot. Hendes forældre var arveprins Frederik og Sophie Frederikke.
Prinsessen gav navn til traktørstedet Lottenborg, der eksisterede i 1700-tallet. Huset kaldtes også Vangehuset eller Hop-Ind.
Lottenborg eksisterer stadig som Lottenborg Kro.
Lottenborgvej var tidligere forbindelsen mellem Sorgenfri og Frederiksdal.