Jego matka była Hiszpanką i Hiszpania tworzyła jądro jego królestwa, mimo to nie był on też Hiszpanem, choć prawdopodobnie w Hiszpanii czuł się najbardziej w domu ze wszystkich krajów swojego wielojęzycznego imperium.

Został ochrzczony 8 kwietnia 1500. W młodości często odwiedzał Paryż. Powiedział nawet, że Paryż nie jest miastem, ale całym światem. Jego wychowaniem zajmował się biskup Adrian Florisz Dedel. Później opiekunami Karola byli Wilhelm de Croÿ, Jean Sauvage i Mercurino Arborio di Gattinara. Regencja ciotki zakończyła się w 1515 i Karol objął wówczas bezpośrednie rządy w Niderlandach. W 1549 wydał sankcję pragmatyczną, która zapewniała dziedziczenie jego niderlandzkich posiadłości przez jego potomków.

Za jego rządów dokonało się również ostateczne zjednoczenie Niderlandów. W latach 1523–1536 Karol podporządkował sobie ostatecznie Fryzję. W 1528 dobiegł końca kilkuletni proces sekularyzacji biskupiego księstwa Utrechtu, które zostało następnie przyłączone do reszty ziem habsburskich. Jedyną niezależną enklawą pozostało biskupie księstwo Leodium, ale po złamaniu profrancuskiej frakcji w mieście, na początku lat 40. XVI wieku znalazło się ono pod faktyczną władzą Karola.