Gadolinin vanhemmat olivat laivaston luutnantti, lasitehtailija ja tilanomistaja Wilhelm Gadolin ja Sofia Emerentia Lundström ja puoliso vuodesta 1854 Vera Petrovna Gubskaja. Ratsuväenkenraali Axel Gadolin oli hänen veljensä. Carl Wilhelm Gadolin tuli oppilaaksi Haminan kadettikouluun 1839 ja määrättiin sieltä 1845 valmistuttuaan kornettina ensin Venäjän armeijan Ratsuväen mallirykmenttiin ja sitten 5. Liettuan ulaanirykmenttiin. Hän osallistui Unkarin vallankumouksen kukistamiseen 1849 ja ylennettiin taistelussa osoitetun urheuden takia luutnantiksi elokuussa 1849. Gadolin osallistui Krimin sodan aikana 1854–855 Itämeren rannikkoalueen puolustustaisteluihin.