Zmarł w Turynie w 1773 roku. Został pochowany w Bazylice Superga.
Żony i potomstwo Anna Wittelsbach (1704–1723), księżniczka Palatynatu-Sulzbach. Zmarła kilka dni po urodzeniu syna: Wiktora Amadeusza (1723–1725). thumb|280px|Czworo najstarszych dzieci Karola Emanuela i Polikseny Krystyny Hesse-Rheinfels (1730 r. Poliksena (lub Felicja) Krystyna Hessen-Rheinfels (1706–1735), z którą miał sześcioro dzieci: Wiktora Amadeusza III (1726–1796), Eleonorę Marię Teresę (1728–1781), Marię Luisę Gabriellę, zakonnicę (1729–1767), Marię Felicję (1730–1801), Emanuela Filiberta, księcia Aosty (1731–1735), Karola Franciszka Romualda, księcia Chablais (1733).
Elżbieta Teresa Lotaryńska (1711–1741), młodsza siostra Franciszka I Lotaryńskiego, z którą miał troje dzieci: Karola Franciszka Marię Augusta, księcia Aosty (1738–1745), Marię Wiktorię Margeritę (1740–1742). Benedykta Marię Maurycego (1741–1808), księcia Chablais i markiza Ivrea, męża Marii Anny Sabaudzkiej (1757–1824), która była córką jego starszego przyrodniego brata Wiktora Amadeusza.
Ordery Najwyższy Order Zwiastowania Najświętszej Marii Panny (Order Annuncjaty) w 1713, a od 1730 Wielki Mistrz.
Rodowód