Christian August var eldste sønn av hertug Frederik Vilhelm av Slesvig-Holsten-Sønderborg-Augustenborg og Sophie Amalie Ahlefeldt, datter av storkansler Frederik Ahlefeldt. Ved farens død i 1714 fikk han Augustenborg slott med avlsgård, Rumorsgaard på Als og Avnbølgaard i Sundeved. 21. juli 1720 giftet han seg med Frederikke Louise Danneskiold-Samsøe, datter av Christian Gyldenløve og Charlotte Amalie Danneskiold-Laurvig.