Карл был старшим сыном Хартманна II фон унд цу Лихтенштейна и Анны Марии цу Ортенбург. Хотя воспитывался он в протестантской вере, в 1599 году Карл перешёл в католицизм и поступил на службу к императору Священной Римской империи Рудольфу II, который вскоре назначает его на должность главного интенданта. На этом посту Карл пребывал до 1607 года.
В споре за земли между императором и наследником престола эрцгерцогом Матиасом, Карл принимает сторону второго, за что тот, в благодарность, дарует Карлу в 1608 году наследственный титул князя.
В 1614 году князь Карл I присоединяет к своим землям силезское герцогство Троппау.
В начавшейся Тридцатилетней войне, Карл выступает на стороне Католической лиги. Он принимает участие в подавлении Богемского восстания, в арестах и казнях уцелевших участников битвы на Белой Горе. В благодарность за это, в 1622 году император Фердинанд II назначает Карл на должность губернатора и вице-регента Богемии и делает кавалером Ордена Золотого Руна. В том же году Карл присоединяет к своим владениям герцогство Егерндорф и ряд владений, конфискованных у мятежников.
После смерти Карла 12 февраля 1627 года, книжеский титул, в соответствии с семейным соглашением 1606 года, наследует его старший сын Карл Эйсебиус.
Помимо Карла, у Хартманна II, принадлежащего Никольсбургской (нем. Nikolsburger) ветке династии Лихтенштейн, и его жены Анны Марии цу Ортенбург, было еще, по крайней мере, двое сыновей: Максимилиан (нем. Maximilian), и Гундакер (нем. Gundaker). Принявшие католицизм и поступившие на службу императора, братья принимают в 1606 году новый Семейный Договор, согласно которому, старший сын самой старой ветки династии, получал право называться наследником и мог представлять династию как Регент Дома Лихтенштейн. Условия этого договора, включая и другие уточнения, были объединены в новом Законе о Княжеской династии в 1993 году, который сформировал основные права наследования трона в Княжестве Лихтенштейн.
В 1592 году Карл женился на Анне Марии фон Черна-Гора унд Аусзее (нем. , 1569—1625 годы), с которой у них было, по крайней мере, четверо детей: