Najmłodsza córka, Elżbieta, urodziła się w 1922 już po śmierci ojca.

Małżeństwo Franciszka Ferdynanda było morganatyczne (potomstwo z tego związku nie miało praw do tytułów, funkcji i dóbr dziedziczonych w rodzinie małżonka wyższego stanem). Po zabójstwie Franciszka Ferdynanda w 1914 roku Karol stał się następcą tronu.

Lata 1914–1916 spędził jako oficer na różnych frontach I wojny światowej. Po szkoleniu w sztabie generalnym i awansie na pułkownika służył jako oficer łącznikowy z armią niemiecką w Galicji. W lipcu 1915 roku awansował do stopnia generała majora, a w marcu 1916 roku do stopnia feldmarschalleutnanta. Wiosną 1916 roku wziął udział w udanej ofensywie w Tyrolu Południowym. W czerwcu 1916 roku armia austriacka zdecydowała się na użycie gazów bojowych na froncie włoskim, czego dopuszczały się także podległe mu oddziały. Karol nie sprzeciwiał się temu (co później było także argumentem przeciwko jego beatyfikacji). Latem 1916 roku został generałem kawalerii, a 1 listopada 1916 roku, trzy tygodnie przed wstąpieniem na tron, awansował na generała pułkownika i wielkiego admirała.