Prins Carl vokste opp med sine søsken i foreldrenes residenspalé, Frederik VIIIs palé på Amalienborg i København, og i familiens sommerresidens Charlottenlund slott nord for København. Kronprinsparets barn ble oppdratt av moren selv, noe som var uvanlig på den tiden da oppdragelsen av kongelige barn vanligvis ble ivaretatt av guvernanter. Under tilsyn av moren fikk kronprinsparets barn en relativt streng kristen oppdragelse, som la vekt på pliktoppfyllelse, flid og orden. I 1887 ble han konfirmert sammen med storebroren i Christiansborg slottskirke.