Carlos II của Tây Ban Nha
Kế vị

Mặc dù theo các nguồn sử thì Carlos đã chung thủy với Marie-Louise, bà lại phải chịu điều tiếng vì không sinh được người thừa kế, và những phương pháp can thiệp vào khả năng sinh sản vốn còn sơ khai thời đó đã khiến bà gặp phải một số vấn đề đường ruột. Đã có nhiều cuộc tranh cãi về vấn đề Carlos có bị liệt dương hay không, và nếu có, thì lý do là gì; dựa trên những cuộc nói chuyện riêng với Marie-Louise, ông có thể đã bị xuất tinh sớm. Giả thuyết cho rằng nguồn cơn của những bệnh này là hôn phối cận huyết vẫn chưa được chứng minh, và những nghiên cứu khoa học về mối liên hệ giữa khả năng sinh sản và việc giao phối cận huyết vẫn còn phải bàn cãi.
Sau khi bà qua đời vào tháng 2 năm 1689, Carlos kết hôn với Maria Anna xứ Neuburg, một trong mười hai đứa con của Philip William, Tuyển hầu tước Palatine, và là em vợ của Hoàng đế Leopold. Dù được lựa chọn một phần là vì gia đình bà nổi tiếng với khả năng sinh sản tốt, bà cũng không thành công hơn trong việc sinh con so với bà vợ trước của ông. Cho đến lúc này, người ta gần như đã chắc chắn rằng Carlos bị liệt dương, do báo cáo khám nghiệm tử thi của ông cho thấy một bên tinh hoàn của ông bị teo nhỏ.
Điều này khiến việc chọn lựa người kế vị còn trở nên cấp bách hơn; do vương miện Tây Ban Nha được truyền lại cho con trưởng trong cùng dòng tộc, việc một người phụ nữ, hoặc hậu duệ của người phụ nữ đó, được thừa kế ngai vàng là khả thi. Do đó những người chị của Carlos là Maria Theresa (1638–1683) và Margaret Theresa có thể truyền lại quyền thừa kế cho những đứa con sinh ra trong cuộc hôn nhân của họ với Louis XIV và Hoàng đế Leopold. Tuy nhiên, trước đó để tránh việc thống nhất hai nước Tây Ban Nha và Pháp, Maria Theresa đã khước từ quyền kế vị do cuộc hôn nhân của bà; đổi lại, Louis được hứa hẹn sẽ nhận được của hồi môn gồm 500,000 đồng vàng écu, một lượng vàng khổng lồ chưa từng được trả.
Vào năm 1685, con gái của Leopold và Margaret là Maria Antonia kết hôn với Max Emanuel xứ Bavaria; bà qua đời vào năm 1692, chỉ có một đứa con trai duy nhất còn sống, Joseph Ferdinand. Vào tháng 10 năm 1698, Pháp, Anh và Cộng hòa Hà Lan định áp đặt một giải pháp ngoại giao với Tây Ban Nha và Áo về chuyện kế vị, bằng bản Hiệp ước The Hague hay Hiệp ước Chia cắt thứ Nhất. Như vậy Joseph Ferdinand trở thành người thừa kế của phần lớn vương quốc Tây Ban Nha, trong khi đó Pháp giành được các vương quốc Naples và Sicily và một số lãnh thổ khác ở Ý cùng với vùng Gipuzkoa thuộc lãnh thổ xứ Basque ngày nay. Con trai thứ của Leopold là Quận công Charles trở thành người cai trị công quốc Milan, một vùng đất được coi là tối quan trọng về mặt an ninh ở biên giới phía Nam nước Áo.
Người Tây Ban Nha đương nhiên phản đối việc đế chế của họ bị các thế lực ngoại bang chia cắt mà không cần bàn bạc, và vào ngày 14 tháng 11 năm 1698, Carlos II tuyên bố Joseph Ferdinand là người thừa kế của vương quốc Tây Ban Nha độc lập và không bị chia cắt. Maria Anna được chỉ định làm nhiếp chính khi ông còn nhỏ, và theo các nguồn sử thì những hội viên của hội đồng Castile không tán thành cũng không phản đối quyết định này. Tuy nhiên, cái chết của Joseph Ferdinand vào năm 1699 đã chấm dứt những kế hoạch mà ông dàn xếp. Như vậy con trai cả của Louis XIV, Louis Đại Trữ quân, trở thành người thừa kế ngai vàng Tây Ban Nha, một lần nữa hai vương quốc Tây Ban Nha và Pháp có khả năng sẽ được thống nhất. Vào tháng 3 năm 1700, Pháp, Anh và Hà Lan đồng ý với một giải pháp thay thế; Quận công Charles thay thế Joseph Ferdinand, trong đó các lãnh thổ của Tây Ban Nha ở châu Âu sẽ được phân chia cho các nước Pháp, Savoy và Áo. Carlos phản ứng bằng cách thay đổi di chúc của ông theo hướng có lợi hơn cho Quận công Charles, nhưng một lần nữa đặt điều kiện rằng vương quốc Tây Ban Nha phải tiếp tục độc lập và không bị chia cắt.
Hầu hết giới quý tộc Tây Ban Nha đều không ưa Maria Anna cùng đám triều thần người Đức của bà, họ cho rằng một ứng viên người Pháp sẽ đảm bảo được sự độc lập của vương quốc họ. Vào tháng 9 năm 1700, Carlos lại trở bệnh; đến ngày 28 tháng 9 ông đã không còn ăn được nữa, và Portocarrero thuyết phục ông thay đổi di chúc thành có lợi hơn cho đứa cháu nội của Louis VIV, Philip xứ Anjou. Ông băng hà vào ngày 1 tháng 11 năm 1700, năm ngày trước sinh nhật 39 tuổi của ông; Philip tự xưng là vua của Tây Ban Nha vào ngày 16, và cuộc Chiến tranh Kế vị Tây Ban Nha bắt đầu vào năm 1701.
Khám nghiệm tử thi ghi lại rằng "tim ông chỉ nhỏ bằng hạt tiêu; hai lá phổi ông đã mục rữa; ruột ông thối rữa và phân hủy mạnh; ông chỉ còn một bên tinh hoàn, đen như than, và đầu ông sưng phù đầy nước." Như đã gợi ý trước, có nhiều dấu hiệu của bệnh não úng thủy, một căn bệnh thường có liên quan đến bệnh sởi mà người ta thường mắc phải khi còn nhỏ, là một trong nhiều căn bệnh mà Carlos đã phải chịu.