Árið 1559 var samið um trúlofun Karls og jafnöldru hans Elísabetar af Valois, elstu dóttur Hinriks 3. Frakkakonungs, en svo fór að hún giftist Filippusi föður hans í staðinn árið 1560. Ekkert bendir til þess að ástarsamband hafi verið milli Karls og Elísabetar en þau urðu góðir vinir og sýndu hvort öðru umhyggju. Ýmsar aðrar hugsanlegar brúðir voru til athugunar fyrir hinn unga prins, þar á meðal María Skotadrottning, Margrét af Valois, yngri systir Elísabetar og síðar drottning Frakklands, og Anna af Austurríki, sem seinna varð fjórða kona Filippusar 2.