W 1563 roku Karol również starał się o rękę Marii I Stuart. Jej wuj Karol, radził jej poślubić Karola, aby uzyskać pomoc w rządzeniu Szkocją. Maria sprzeciwiła się temu, podobnie jak starszy brat Karola, Maksymilian.
W przeciwieństwie do swojego brata, cesarza Maksymiliana II, Karol był religijnym katolikiem i promował kontrreformację, między innymi zapraszając jezuitów na swoje terytorium. Jednak w 1572 roku musiał dokonać znacznych ustępstw na rzecz stanów austriackich w ramach pacyfikacji religijnych w Grazu oraz w Libellum Brucka z 1578 roku. W praktyce doprowadziło to do tolerancji wobec protestantyzmu.
Ponieważ Austria musiała ponieść główny ciężar wojen z Imperium Osmańskim, w 1579 roku założono twierdzę Karlovac w Chorwacji, aby chronić ją przed najazdami Imperium Osmańskiego, i nazwano ją jego imieniem. Karol jest również pamiętany jako dobroczyńca sztuki i nauki. W szczególności kompozytor Orlando di Lasso był jednym z jego protegowanych, podobnie jak teoretyk muzyki Lodovico Zacconi.