Han var sønn nummer to av Christian Adolf av Slesvig-Holsten-Sønderborg i hans ekteskap med Eleonore Charlotte av Sachsen-Lauenburg. Ludvig Karls eldre bror Leopold Christian hadde inngått et morganatisk ekteskap, hvorfor hans sønner ikke var arveberettigede til hertugtittelen. Ved Leopold Christians død overgikk derfor tittelen til Ludvig Karl.