Родился 27.04.1701. Сын Виктора-Амадея II, герцога Савойского и Анны-Марии Орлеанской.

Вступил на трон в 1730 после отречения своего отца.

В Войне за польское наследство (1733-1735) Карл-Эммануил воевал на стороне Франции, а в Войне за австрийское наследство — на стороне Австрии. Последняя война оказалась для него очень разорительной и кровопролитной. В 1742 сардинцы взяли Парму, но в 1743 французы и испанцы овладели Ниццой и вторглись в Пьемонт. 30.09.1744 при Мадонне дель Ольмо произошло неудачное для Карла-Эммануила сражение. 23.09.1745 он потерпел ещё одно поражение при Бассиньяно.

После этого в его руках остались только Турин и Алессандрия. В декабре он был вынужден заключить с Францией сепаратный мир. Однако узнав, что большая австрийская армия идёт в Италию, король опять переметнулся на противоположную сторону и внезапно напал на французский гарнизон в Асти. Благодаря этому вероломству дела сардинцев стали поправляться. Соединившись с австрийцами, они в июне 1746 разбили французов под Пьяченцей.

В результате Карл Эммануил не только вернул всё потерянное, но ещё и увеличил свои владения со стороны Милана до реки Тессина.

Так же, как и его отец (хотя и с меньшим рвением), король занимался благоустройством своего королевства: покровительствовал промышленности, строил дороги, реформировал управление.

15.03.1722 Карл-Эммануил женился на Анне-Кристине-Луизе (1704-1723), дочери Теодора-Эсташа Виттельсбах, герцога палатината Сальцбах. Его жена умерла при родах, а вскоре умер и его первенец, и он женился второй раз 23.07.1724 на кузине своей первой жены, Поликсении-Кристине (1706-1735), дочери Эрнеста-Леопольда Гессе-Рейнфельс-Ротенбург.

Став в 1735 вдовцом он женился в третий раз 1.04.1737 на Елизавете-Терезе (1711-1741), дочери Леопольда I, герцога Лотарингии.

Карл Эммануил отказался от участия в Семилетней войне, поскольку в конце жизни решил сосредоточиться на реформировании своего истощённого войнами королевства.

Карл-Эммануил III умер 20.02.1773. Престол Сардинского королевства унаследовал его сын от второго брака Виктор-Амадей III (1726-1796).