Карл Валуа родился 27 июня 1550 г. в королевском замке Сен-Жермен-ан-Лэ, имел титул герцога Орлеанского. После смерти старшего брата Франциска II в 1560 г. унаследовал его трон в 9-летнем возрасте. Был коронован в Реймсе в 1561 г.; первые годы регентшей была мать, Екатерина Медичи.
В ноябре 1570 г., в возрасте 19 лет, женился на Елизавете Габсбург, принцессе Австрийской.