Pechlin kom vid 6 års ålder till Sverige med sin far den holsteinske ministern i Stockholm Johann Pechlin, som 1743 upphöjdes i tyskt riksfriherrligt stånd med namnet Pechlin von Löwenbach. Han var bror till Johanna Lohm. Carl Fredrik Pechlin studerade i Lund, inskrevs 1733 i svensk krigstjänst, deltog i Hattarnas ryska krig, avancerade 1751 till överstelöjtnant vid Kalmar regemente, naturaliserades samma år som svensk adelsman, blev 1761 överste för Jönköpings regemente och 1770 generalmajor.