Od tego czasu Rumunia była królestwem, a Karol I królem, co potwierdziła zmiana konstytucji w 1881. W 1883 podpisał tajny pakt z Trójprzymierzem. W 1913 w czasie II wojny bałkańskiej zaatakował Bułgarię i zdobył na niej południową Dobrudżę. Rok później, gdy wybuchła I wojna światowa, mimo głosu opinii publicznej nawołującej do stanięcia po stronie Ententy, postanowił dopełnić przynajmniej części warunków traktatu z 1883 i zaatakować Rosję.
Ostatecznie pod naciskiem czołowych rumuńskich polityków zasiadających w Radzie Koronnej zrezygnował z sojuszu z Niemcami. W wyniku jego nagłej śmierci 10 października (27 września według kalendarza juliańskiego) 1914 r. tron objął jego bratanek Ferdynand I, który podtrzymał decyzję o przyłączeniu do Trójporozumienia.
Odznaczenia Wielki Mistrz Orderu Karola I Wielki Mistrz Orderu Korony Rumunii Wielki Mistrz Orderu Gwiazdy Rumunii Order św. Andrzeja Apostoła (Rosja) Order św. Aleksandra Newskiego (Rosja) Order Orła Białego (Rosja) Order Świętej Anny I klasy (Rosja) Order św. Stanisława I kl. (Rosja) Order Słonia (Dania) Order Annuncjaty (Włochy) Order Serafinów (Szwecja) Order św.