Karel Ludvík se narodil v Saarbrückenu jako druhorozený syn hraběte Gustava Adolfa Nasavsko-Saarbrückenského a jeho manželky Kláry Eleonory Hohenlohe-Neuensteinské. Vyrůstal u svého strýce Wolganga Julia Hohenlohe-Neuensteinského, matčina bratra, a poté pokračoval ve studiu v Tübingenu a Paříži. Během Velké turecké války sloužil jako důstojník v armádě císaře Leopolda I.