Carlos Guillermo Fernando era hijo de Carlos I de Brunswick-Wolfenbüttel y Filipina Carlota de Prusia, hija del rey Federico Guillermo I de Prusia. Carlos recibió una educación extraordinariamente amplia y exhaustiva, y viajó en su juventud a los Países Bajos, Francia y varias partes de Alemania. Su primera experiencia militar fue en la campaña del norte de Alemania en 1757, bajo el príncipe Guillermo Augusto de Cumberland. En la batalla de Hastenbeck ganó gran renombre por una galante carga al frente de una brigada de infantería, y tras la capitulación de Kloster Zeven fue fácilmente persuadido por su tío Fernando de Brunswick, que sucedió a Cumberland en el mando, para continuar en la guerra como oficial general. Las hazañas del príncipe heredero, como se le llamaba, pronto le ganaron la reputación, y se convirtió en un reconocido maestro de la guerra irregular. En las batallas campales, y en particular en Minden y Warburg, demostró ser una excelente subordinado.