Fredrik Kaarlen vanhemmat olivat prinssi Kaarle, kuningas Vilhelm I:n veli sekä Saksi-Weimarin Maria. Hän sai lapsesta alkaen sotilaallisen koulutuksen ja osallistui kenraali Friedrich von Wrangelin päämajassa ensimmäiseen Tanskan–Preussin sotaan vuonna 1848 sekä Badenin sotaretkeen vuonna 1849. Fredrik Kaarle ylennettiin 1852 everstiksi, 1854 kenraalimajuriksi ja 1861 ratsuväenkenraaliksi, ja hän toimi vuodesta 1860 kolmannen armeijakunnan komentajana. Hän julkaisi samana vuonna myös huomiota herättäneen sotatieteellisen teoksen "Eine militärische denkschrift von P. F. C.". Vuonna 1864 käydyssä toisessa Tanskan–Preussin sodassa prinssi toimi ensin armeijakunnan ja toukokuusta 1864 alkaen koko sotaretken komentajana. Kaksi vuotta myöhemmin käydyssä Preussin–Itävallan sodassa hän komensi ensimmäistä armeijaa, joka yhdessä Elben armeijan ja toisen armeijan kanssa saavutti voiton ratkaisevassa Königgrätzin taistelussa 3. heinäkuuta 1866.