K rozhodujícímu střetnutí mezi novým římským králem a císařem však zatím nedošlo. Francie byla totiž napadena anglickým králem Eduardem III. Francouzský král Filip VI. proto požádal své spojence a přátele o pomoc, Jan a Karel tradičně sepjatí s francouzským dvorem okamžitě svého spojence vyslyšeli a s vojenským oddílem se mu vydali na pomoc. V sobotu 26. srpna 1346 došlo k rozhodující bitvě u Kresčaku, kde bylo špatně vedené francouzské vojsko drtivě poraženo a svou smrt zde nalezl i Jan Lucemburský. Karlovu účast v bitvě popisuje jeho dvorní kronikář Beneš Krabice z Weitmile takto: „"Když pak ostatní šlechtici viděli, že král Jan v bitvě padl a zahynul, aby neztratili oba panovníky, vyvedli jeho syna, pana zvolence Karla, jenž tam nablízku udatně bojoval a byl již poraněn střelami nepřátel, přes jeho odpor a proti jeho vůli z této bitvy a zavedli ho na bezpečné místo.“" Karel se tak stal dvojnásobným králem českým a římskoněmeckým. Jeho první vladařskou starostí se stal pohřeb otce, který se konal v souladu s poslední vůlí Jana Lucemburského v Lucemburku.