Неговият син Карл Емануил I постига успех в опита си да разшири херцогството в ущърб на Херцогство Монферат и на Маркграфство Салуцо. Маркграфство Салуцо му е преотстъпено от Франция и го анексира през 1601 г. с Лионския мирен договор след кратката Френско-савойска война. За сметка на това обаче Савойското херцогство трябва да преотстъпи на Кралство Франция Брес, Бюже, Валроме и Жекс. Войните на Карл Емануил I са до голяма степен неуспешни, но въпреки това той е запомнен с прякора „Великия“: многостранно развита и културна личност, поет, умел реформатор, той управлява херцогството в период на сериозна криза с европейските сили, намирайки подкрепата на Хабсбургския двор. Савойската му политика се основава на военни действия от международно значение, като напр. завладяването на Маркграфство Салуцо или като Войната за наследството на Херцогство Мантуа и на Монферат (след смъртта на последния му наследник Винченцо II Гонзага). Като цяло в тези случаи Пиемонт е на страната на Испания, но изживява и трудни моменти, в които му се налага да се оттегли заради Франция (която напр. му налага Договорът от Суза).