סדר הירושה השתנה כאשר ב-28 ביוני 1914 פרנץ פרדיננד נרצח בידי גברילו פרינציפ שהיה חלק מארגון היד השחורה; ארגון טרור סלאבי-לאומני אשר נתמך בידי ממלכת סרביה והיה מקורב לראש המודיעין הסרבי, דרגוטין דימטרייביץ'. עם הירצחו של דודו פרנץ פרדיננד הפך קרל ליורש העצר הישיר עבור הקיסר פרנץ יוזף. הקרע ביחסי אוסטרו-הונגריה וסרביה ומשבר יולי שהתרחשו בעקבות הרצח, כמו גם מערכת הבריתות הצבאיות בין המעצמות האירופאיות, היו מבין הגורמים הישירים שהובילו לפריצתה של מלחמת העולם הראשונה. במסגרת המלחמה נאבקה אוסטרו-הונגריה לצד הקיסרות הגרמנית ובהמשך גם האימפריה העות'מאנית וממלכת בולגריה כחלק ממעצמות המרכז.