Plným menom sa volal Karol František Jozef Ľudovít Hubert Juraj Otto Maria a pôvodne vôbec nebol predurčený stať sa panovníkom. V následníckej línii bol až na poslednom mieste, osud však svojou pozoruhodnou hrou doviedol na rakúsky trón práve Karola.
Karol I. Habsburský sa narodil 17.augusta 1887. Po smrti svojho otca Otta (1.11.1906) a sarajevskom atentáte na Ferdinanda (28.6.1914) sa Karol stal priamym následníkom rakúskeho trónu. Už v roku 1903 sa Karol stal príslušníkom c. a k. armády v hodnosti poručíka.
So svojou budúcou manželkou Zitou sa zoznámil vo Františkových Lázniach roku 1909. Vzali sa v októbri 1911. Nevestin rod nebol síce rodom vládnucim, ale rod Bourbon-Parma bol jednou z priamych línií francúzskeho kráľovského rodu Bourbonovcov, ktorý v minulosti panoval nielen vo Francúzsku, ale aj v Kráľovstve oboch Sicílií.
Hlavnou náplňou jeho života bola armáda. Zaujímal sa síce o reformné plány svojho strýka, následníka trónu Františka Ferdinanda d´Este, ale ostával mimo politického diania. Po sarajevskom atentáte už ako následník trónu prežíval vypuknutie 1.svetovej vojny vo Viedni. Potom bol so svojou jednotkou odoslaný do Talianska a náskedne v Segesváre dostal správu o cisárovej chorobe. Keď František Jozef I. umrel 21.11.1916, Karol prevzal vládu nad monarchiou a o pár dní nato, 2.12.1916 sa ujal vrchného velenia armády.
Habsburské dedičstvo zdedil uprostred vojnovej vravy. Jeho hlavným cieľom bolo urýchlené ukončenie vojnového besnenia, ktoré sa mohlo stať záhubou celej ríše. Narážal však na rozhodný nesúhlas nemeckej strany. Prínosom pre skoré mierové urovnanie situácie mala byť i korunovácia za uhorského kráľa, ktorá sa konala 30.decembra 1916 v Budapešti. V Rusku medzi tým boľševici zvrhli Romanovcov a vyhlásili sovietsku republiku.
Pod vplyvom prebiehajúcich udalostí gradovali odstredivé snahy národov rakúsko-uhorského mocnárstva o samostatnosť. Najmä zo strany Čechov narastal odpor k monarchii.
Karol v snahe o zmiernenie napätia navštevoval s manželkou krajiny Rakúsko- Uhorska, aby dokázal ako veľmi mu záleží na budúcnosti ríše. Neustále však narážal najmä na uhorskú neústupnosť a neloajálnosť. Narastajúca závislosť monarchie na nemeckom spojenectve úplne odcudzila nenemecké národy, ktoré sa priklonili k exilovým politikom, usilujúcim sa o vznik národných štátov. V zahraničnej politike sa cisár snažil začať mierové jednania. No už pokusy o ich sprostredkovanie skončili neúspechom.
V tejto situácii sa Karol podujal na zúfalý krok. 16. októbra 1918 vydal vo Viedni manifest Verným rakúskym národom. Bol to jeden z posledných pokusov, ktorý mal za cieľ zachrániť ríšu pred jej rozpadom. V manifeste sa zaviazal k pretvoreniu Rakúskej monarchie na spolkový štát. Opäť narazil na odpor Maďarov.
Ich odpoveďou bolo vypovedanie rakpsko-uhorského vyrovnania z roku 1867, čím sa fakticky odtrhli od Predlitavska. Karol na záchranu situácie podnikol cestu do Uhorska. 23. októbra sa cisársky pár zúčastnil na otvorení univerzity v Debrecíne. No v Uhorsku už nebol Karol s rodinou v bezpečí.
Situácia vo Viedni sa tiež stávala čoraz napätejšou. Cisár sa rozhodol pre návrat. Tu však skutočnosť bola ďaleko vážnejšia ako predpokladal. Udalosti nabrali rýchly spád.
26. októbra vypovedal Karol spojenectvo s Nemeckom, 27. októbra menoval poslednú vládu, 28. 10. bola vyhlásená Česko-slovenská republika a 31. októbra vypukla v Budapešti revolúcia. Karol už nemohol vzniknutú situáciu ovplyvniť. Jeho jedinou snahou bolo dostať do Viedne svoje deti, ktoré zanechal v Uhorsku.
3. novembra 1918 skončila 1.svetová vojna. 11.11.1918 bol Karol nútený podpísať manifest, v ktorom oznámil stiahnutie sa z riadenia vládnych záležitostí, ale výslovne sa nezriekol trónu. Tlak na jeho abdikáciu narastal a preto sa rozhodol opustiť Viedeň. Nasledujúci polrok strávil s rodinou na loveckom zámku neďaleko Hainburgu. Odtiaľ sa už iba bezmocne prizeral vývinu udalostí.
12. novembra 1918 bola vo Viedni vyhlásená republika Nemecké Rakúsko. Cisárove právomoci prešli na štátnu radu a habsburské privilégiá boli zrušené. 16. 11. vyhlásili republiku Maďari, keď predtým, 13. 11., zbavili Habsburgovcov všetkých nárokov na uhorský trón. 14. novembra podnikla rovnaký krok česko-slovenská vláda v súvislosti s prípadnými nárokmi dynastie na český trón.
Rakúsko bolo republikou, malo však cisára, ktorý de jure bol stále hlavou štátu, hoci nemal žiadnu moc. Krajina neustávala vo vyvíjaní nátlaku na Karola aby ju opustil. Ten však tvrdošijne odmietal opustiť vlasť a jeho jedinou snahou bola opätovné prinavrátenie moci, ktorá mu náležala.. 23. marca 1919 na naliehanie manželky Karol opustil vlasť, do ktorej sa už nikdy nevrátil.
V Ženeve stále veril, že sa vráti do vlasti ako cisár. Prijímal návštevy, čítal listy a správy prichádzajúce z bývalej monarchie. Najmä jedna z nich bola pre neho a jeho rodinu zvlášť krutá. Rakúsky parlament 3.4.1919 schválil protihabsburské zákony, na základe ktorých boli zrušené všetky Karolove panovnícke práva a prepadnutie habsburského majetku v prospech štátu. Z cisára sa stal žobrák bez vlasti i majetku. Ďalším ustanovením spomínaných zákonov bolo vyhostenie každého, kto sa nezriekne príslušnosti k tomuto rodu.
Zo svojho švajčiarskeho exilu podnikol dva neúspešné pokusy o prevzatie vlády. Najmä prvý z nich spočiatku vyzeral veľmi nádejne, keď optimizmus mu dodával vývin posledných udalostí v Maďarsku. 1.marca 1920 bola v Maďarsku opäť vyhlásená monarchia na čele s regentom admirálom Miklósom Horthym. Ten sprvu otvorene prejavoval loajalitu k Habsburgovcom a ubezpečoval Karola, že podnikne kroky vedúce k jeho návratu na uhorský trón. Karol sa podujal na riskantný plán a koncom marca 1920 inkognito pricestoval do Maďarska. Horthy bol však medzitým menovaný tzv. Regentom Maďarska (faktickou hlavou štátu) a o svoj post nemienil prísť, zvlášť, keď za sebou cítil podporu politických síl, ktoré sa rozhodli nepovolať Karola na uhorský trón. Karola túžba tak stroskotala.
S rovnakým výsledkom dopadol i ďalší pokus na jeseň roku 1921, keď opäť podnikol cestu do Maďarska, tento raz i so svojou manželkou. Tu síce najprv v Budapešti zažil chvíľkový pocit z návratu zašlej slávy, keď menoval novú vládu, prijal slávnostú prísahu vojenskej jednotky v Šoproni a pri prechádzke Budapešťou ho ľud oslavoval ako svojho kráľa. No nasledujúci deň dorazili Horthyho ozbrojené jednotky a všetkým snahám bol koniec.
Na základe jednaní dohodových štátov bolo rozhodnuté o internácii Karolovej rodiny i jeho samotného na ostrove Madeira. Tu, vo vile Quinta de Monte nad mestom Funchal 1. apríla 1922 po mesiacoch strádania a chorôb (zápal pľúc) umrel. O štyri dni sa konal pohreb.
Karol bol pochovaný v kostole Nossa Senhora do Monte. V rodinnej hrobke Habsburgovcov v Kapucínskej krypte vo Viedni.