新的第一顺位皇位继承人放弃皇位继承权以使其长子弗朗茨·斐迪南大公成为皇储。卡尔·路德维希的父亲是奥地利皇帝斐迪南一世的弟弟法兰兹·卡尔，母亲是巴伐利亚国王路德维希一世的妹妹苏菲公主。
家庭.1856年，卡尔·路德维希与萨克森的玛格丽特结婚，两人没有子女。玛格丽特于1858年去世。1862年，卡尔·路德维希与两西西里的玛丽亚·安农齐亚塔结婚，两人共有3子1女：玛丽亚·安农齐亚塔于1871年去世。1873年，卡尔·路德维希与布拉干萨的玛丽亚·特蕾莎结婚，两人共有两个女儿：