59年卡洛斯王子与法国公主伊莉莎白·德·瓦卢瓦联姻，她是法国国王亨利二世的长女。然而，由于政治因素的考量，1560年她后来改嫁给腓力二世。这时其他三位可能的联姻人选浮上台面竞争：苏格兰女王玛丽；亨利二世最小的女儿玛格丽特·德·瓦卢瓦；和腓力二世的表妹奥地利的安娜，她未来将成为腓力二世的第四任妻子。但在此之前皇帝马克西米利安二世已在1564年同意将安娜许配给卡洛斯1560年，卡洛斯成为公认的卡斯蒂利亚王位继承人，三年后又取得亚拉冈王位的继承权。他也成为了金羊毛骑士团第218位骑士，时常出席国家委员会的会议