Посвящён в рыцари в 14 лет. В том же году через папского легата был пожалован Арагонским королевством, но престол ему занять не удалось, и он отрёкся от титула короля Арагонского в 1295 году.
По своей первой супруге Маргарите Анжу-Сицилийской граф Анжу, Мэна и Перша (март 1290 год); титулярный император Латинской империи (Константинопольский) по второй своей супруге (январь 1301 года), Екатерине де Куртене. С помощью папы Бонифация VIII стал графом Романьи.
Дед Филиппы — королевы Англии, супруги Эдуарда III Плантагенета.
По требованию папы воевал в Италии за Сицилийское королевство в 1301 году, командовал двумя военными экспедициями в Аквитанию (1297 и 1324), был кандидатом на престол императора Священной Римской империи.
Карл Валуа играл значительную роль в Французском королевстве начала XIV века, приходясь братом одному из королей и дядей троим последующим. На содержание своей многочисленной родни и свиты ему приходилось тратить астрономические суммы, которые росли так же быстро как пустела государственная казна. Пик власти Валуа пришелся на правление старшего и младшего племянников. Сразу же после смерти венценосного брата Филиппа IV, Валуа стал активно вмешиваться в управление Франции при Людовике X, пользуясь его недальновидностью. Сперва Карл разделался со своими оппонентом из «старой гвардии» Филиппа IV Ангераном де Мариньи (Предоставив на суде который сам вершил ложные доказательства), а после женил племянника на своей родственнице Клеменции Венгерской из Неапольского королевства. Для претворения в жизнь этого проекта, Карл Валуа по слухам сыграл одну из ведущих ролей в организации убийства первой, опальной жены племянника, Маргариты Бургундской (которая за измену сидела в башне Шато-Гайара вместе с сестрой Бланкой Бургундской). После смерти Людовика, Карл Валуа вступил в противоборство со своим средним племянником Филиппом, за право быть регентом Франции (Клеменция Венгерская была беременна когда Людовик покинул этот мир). Филипп путем ухищрений оставил дядю ни с чем, а после того как новорожденный сын Людовика Иоанн Посмертный скончался не прожив и недели, по одной из версий изложенных Морисом Дрюоном его отравили. После этого Филипп стал королем Франции. Карл вновь вернул себе власть, когда на трон вступил его младший племянник Карл. Карл IV возложил решение государственных дел на плечи своего дяди, и тот вновь обрел неограниченную власть в королевстве.
Скончался Карл Валуа в Ножан-ле-Руа и погребен в церкви св. Иакова в Париже. Через 3 года после смерти Карла его сын Филипп Валуа стал королем Франции.
Карл Валуа претендовал на многие короны, но ни разу не добился успеха. О нем осталось изречение: «Сын короля (Филиппа III), брат короля (Филиппа IV), дядя трех королей (Людовика X, Филиппа V, Карла IV), отец короля (Филиппа VI), но сам не король».
16 августа 1290 года в Корбее женился на Маргарите Анжуйской (1273—1299), графине Анжуйской и Мэн, дочери Карла II, короля Неаполя, и Марии Венгерской.
Дети:
В 1301 году в Сен-Клу женился на Екатерине де Куртене (1274—1307), дочери Филиппа, титулярного императора Латинской империи, и Беатрисы Анжуйской — дочери Карла I Анжуйского.
Дети:
В 1308 году в Пуатье женился на Маго де Сен-Поль (1293—1358), дочери Ги IV де Шатильона, графа де Сен-Поля, и Мари де Дрё.
Дети: