Il 27 novembre 1677 gli venne conferita la reggenza per il nipote non ancora maggiorenne essendo morto suo fratello maggiore, e di conseguenza ottenne la reggenza del Württemberg.
Eleonora Giuliana di Brandeburgo-AnsbachFederico Carlo di Württemberg-Winnental (al centro), sua cognata Maddalena Sibilla di Assia-Darmstadt (a sinistra) ed Eberardo Ludovico di Württemberg (a destra)
Questa finì il 22 gennaio 1693, quando Eberardo Ludovico raggiunse l'età prestabilita per ottenere il governo. Come riconoscimento del buon operato egli ricevette una grande somma di denaro e venne nominato Feldmaresciallo dall'Imperatore.
Federico Carlo combatté contro i francesi sul Reno nella Guerra della Grande Alleanza sotto il comando di Luigi Guglielmo di Baden-Baden. Il 27 settembre 1692, un'armata imperiale di 4.000 cavalieri al suo comando venne attaccata di sorpresa nel campo di battaglia di Ötisheim presso Mühlacker. Molti uomini morirono sul campo di battaglia, altri vennero uccisi o catturati dai francesi. Il Duca stesso si trovava tra i prigionieri, ma venne rilasciato poco dopo.
Ammalatosi di sifilide nel 1696, morì l'anno successivo.