Károly Emánuel 1659-ben találkozott először a Savoyai-ház carignanói ágából származó Maria Giovanna Battista hercegnővel (Marie-Jeanne-Baptiste de Savoie-Nemours, 1644–1724), akibe elsőre beleszeretett. Anyja ellenezte a házasságot, és arra biztatta fiát, hogy vegye feleségül Françoise Madeleine d’Orléans hercegnőt, anyai nagybátyjának, Gaston d’Orléans hercegnek leányát, XIV. Lajos francia király unokanővérét, aki egyben Károly Emánuel saját unokanővére is volt. Az házasságra végül sor került, először 1663. március 4-én meghatalmazottak útján (per procurationem)Párizsban, majd személyesen 1663. április 3-án Annecy városában.[1]
Kapcsolatuk rövid életű volt, Károly Emánuel anyja 1663 végén, felesége 1664 elején hunyt el alig egy éves házasság után, gyermektelenül. Ezt követően már szabadon elvehette első szerelmét, Maria Giovanna Battistát. A pár 1665. május 20-án kötött házasságot Torinóban.[2] Az ő kapcsolatukból összesen egy gyermek született:
Károly Emánuel hercegnek ezen felül még három különböző szeretőjéről tudunk, tőlük öt illegitim fia született.[3]
Károly Emánuel halála (1675) után özvegye, Marie-Jeanne-Baptiste de Savoie-Nemours (Maria Giovanna Battista) lett a hercegség régense és a kiskorú trónörökös gyámja.
Megnevezése
1634. június 20. – 1638. október 4.Őfensége Savoyai Károly Emánuel herceg
1638. október 4. – 1675. június 12.Őfensége Savoya hercege