Родился 6.08.1697. Сын баварского курфюрста Максимилиана II Эммануила, бывшего наместником Испанских Нидерландов, и Терезы-Кунегунды, дочери короля Польши и Великого княжества Литовского Яна III Собеского.

Во время войны за испанское наследство, при захвате в 1704 Баварии войсками Иосифа I Карл был взят в плен и отвезён в Австрию, откуда вернулся только в 1714 после заключения Раштадского мира.

В 1717 участвовал с отрядом баварцев на стороне императора Иосифа I в войне с турками и отличился при взятии Белграда.

5.10.1722 Карл женился на Марии Амалии (1701-1756), младшей дочери императора Иосифа I и Вильгельмины Амалии Брауншвейг-Люнебургской. Имя "Мария" было традиционным для австрийских эрцгерцогинь, а имя "Амалия" было ей дано в честь матери.

В 1726 Карл наследовал своему отцу на баварском престоле под именем Карла-Альбрехта. Убедившись в слабости Австрии, он сблизился с Францией. В 1731 Карл-Альбрехт протестовал против прагматической санкции Карла VI.

После смерти императора Карла VI он заявил о своих притязаниях на императорский престол и, вступив в союз с Францией и Испанией, в 1741 с французско-баварским войском вошёл в Верхнюю Австрию, занял Линц, принял титул эрцгерцога австрийского, затем взял в ноябре 1741 ночным нападением Прагу и велел сословиям признать себя королём Богемии.

Избранный 14.01.1742 римским императором, он отправился во Франкфурт-на-Майне для коронации. Между тем перевес перешёл на сторону Австрии. Её войска снова завоевали Верхнюю Австрию и Богемию, заняли Баварию и взяли Мюнхен.

Победы имперского генерала Секендорффа позволили Карлу вернуться в Мюнхен, но вскоре австрийцы опять вторглись в Баварию, и император должен был снова оставить свою столицу. 27.06.1743 французские войска были разбиты при Деттингене войсками Джорджа (Георга) II Английского, союзника Марии-Терезии, и отступили за Рейн.

Карла спас лишь новый союз (Франкфуртская уния), заключённый 5.06.1744 с королём Пруссии Фридрихом II, вторгшимся в Богемию и начавшим Вторую силезскую войну. Австрийцы должны были оставить Баварию и Карл вернулся в Мюнхен, где вскоре и умер 20.01.1745.

От брака с Марией-Амалией осталось четверо детей (ещё трое умерли прижизни императора).

Старшая дочь Мария-Антония (1724—1780) была женой курфюрста Саксонии Фридриха Кристиана.

Единственный сын, Максимилиан III Иосиф (1727—1777), стал курфюрстом Баварии.

Мария-Анна (1734—1776) стала женой маркграфа Баден-Бадена Людвига Георга.

Младшая дочь Мария-Жозефа (1739-1767) стала женой императора Иосифа II в его втором браке.