Den 19. mai 1838 giftet han seg i København med Frederik VIs yngste datter, Vilhelmine Marie. Hun var året før blitt skilt fra prins Frederik Carl Christian (den senere kong Frederik VII). Kongen forærte paret slottet i Kiel som residens. Da opprøret kort etter brøt ut, ble hertugparet boende i Kiel, men reiste høsten 1848 til Dresden, hvorfra de først vendte tilbake til Danmark i 1852. Da Carl hadde stilt seg på opprørernes side, var han fra dansk side blitt fratatt ordener og lagt på is. Han ble dog siden benådet. Under krigen i 1864 forlot de atter landet og kom først tilbake året etter. I 1871 tok paret vinteropphold på Glücksborg slott. Her døde hertugen i 1878, 65 år gammel, hvoretter han ble bisatt i slottets kapell.