Christian August var yngste sønn av fyrstebiskop og hertug Christian Albrecht og den dansk-norske prinsesse Frederikke Amalie. Fra 1702 var han formynder for brorsønnen Carl Frederik av Slesvig-Holsten-Gottorp, til denne ble erklært myndig i 1716 i Slesvig, og 1719 i Holsten. I 1705 ble han fyrstebiskop over Lübeck-Eutin.