Der Ortsteil Frohnau wurde zwischen 1908 und 1910 von der „Berliner Terrain-Centrale“ angelegt. Diese initiierte der oberschlesische Fürst Guido Graf Henckel Fürst von Donnersmarck, nach dem auch einer der drei Platzanlagen des Ortsteil benannt wurde.
1907 kaufte die Gesellschaft Waldgelände links und rechts der Berliner Nordbahn von der Familie von Veltheim in Schönfließ. Dort wurde eine Villenkolonie gegründet, welche sich „Gartenstadt Frohnau“ nannte und nach englischen Vorbildern gestaltet wurde. Rund um das neue Bahnhofsgebäude, das nach Plänen der Architekten Gustav Hart und Alfred Lesser im Jugendstil erbaut worden war, der Berliner Vorortbahn wurde die neue Gartenstadt angelegt.
Die radialen Haupterschließungsstraßen nehmen ihren Ausgangspunkt an der Doppelplatzanlage des Ludolfingerplatzes und Zeltinger Platzes und verlaufen der bewegten Topografie folgend zumeist gekrümmt. Das Gelände wurde parzelliert und an Bauwillige verkauft.

Die Einweihung des Ortes erfolgte am 7. Mai 1910. Es wurden jedoch nur wenige Häuser bis Ausbruch des ersten Weltkrieges 1914 erbaut, der größte Teil wurde erst zwischen den beiden Weltkriegen errichtet. Der nördliche Teil der geplanten Siedlung wurde allerdings nie bebaut, obwohl dort bereits die Straßen gepflastert und Gehwege mit Straßenbäumen angelegt worden waren. Heutzutage kann man immer noch den Frohnauer Forst auf den gepflasterten Steinen durchwandern.

In den 30er Jahren entstand ein Plan, den nördlichen Teil des Berliner Autobahnrings durch dieses Waldstück zu führen. Dies wurde zum Glück der Vorstadt keine Realität.
1938 entstand im Nordwesten die Invalidensiedlung auf einem hufeisenförmigen Grundriss, der nach Norden zum brandenburgischen Hohen Neuendorf hin orientiert war.
Kommunalrechtlich war Frohnau zunächst ein Teil des Gutsbezirks Stolpe und bildete seit Juli 1910 einen eigenen Gutsbezirk. Im Jahre 1917 trennte man den nördlichen Teil „Kaiserlich Frohnau“ ab. Da durch die Revolution 1918 die Gutsbezirke aufgelöst wurden, wurde diese Trennung jedoch nicht praktisch vollzogen.
Am 1. Oktober 1920 wurde Frohnau gegen den Widerstand seiner steuerkräftigen Bewohner in die Großgemeinde Berlin eingegliedert und bildet seitdem einen Ortsteil des Bezirks Reinickendorf.

Der Ortsteil wurde am 22. April 1945 durch die sowjetischen Truppen besetzt und gehörte vom 12. August 1945 bis zum 2. Oktober 1990 zum französischen Sektor. Von 1961 bis 1989 war der gesamte Ortsteil im Norden des Tegeler Forstes im Wesentlichen nur über zwei Hauptverkehrsstraßen beidseits der S-Bahn-Trasse erreichbar. Die Bundesstraße 96 (die wichtigste Straßenverbindung nach Frohnau) war durch den sogenannten „Entenschnabel“ abgeriegelt, ein damals zur DDR gehörender Geländestreifen der Straße Am Sandkrug.