In 1700 brak eveneens de Spaanse Successieoorlog uit tussen een door Frankrijk geleide coalitie enerzijds en een Engelse-Nederlandse-Habsburgse alliantie anderzijds. Denemarken steunde de laatste groep en Karel Rudolf kreeg het bevel over een leger van 12.000 man, dat ter ondersteuning naar de Nederlanden werd gezonden. Voor zijn acties werd hij in 1702 onderscheiden met de hoogste Deense onderscheiding, de Orde van de Olifant. In 1704 nam hij deel aan de Slag bij Höchstädt. Bij de Slag bij Ramillies in 1706 en de Slag bij Malplaquet in 1709 wist hij zich te onderscheiden en speelde hij een belangrijke rol in de overwinning. Aan het einde van de Spaanse Successieoorlog werd hij zelfs commandant-generaal van het volledige Deense leger. Intussen was Denemarken ook weer in de Grote Noordse Oorlog gestapt. Karel Rudolf kreeg de opdracht om Stralsund te heroveren op de Zweden, wat na een lange belegering in 1715 lukte.