კარლ ლუდვიგი დაიბადა 1833 წლის 30 ივლისს შონბრუნის სასახლეში, ვენაში. იგი იყო ერცჰერცოგ ფრანც კარლ ავსტრიელისა და მისი მეუღლის, პრინცესა სოფია ბავარიელის მესამე ვაჟი. მამის მხრიდან იგი იმპერატორ ფრანც II-ის შვილიშვილი და იმპერატორ ფერდინანდ I-ის ძმისწული, ხოლო დედის მხრიდან ბავარიის მეფე მაქსიმილიან I-ის შვილიშვილი და მეფე ლუდვიგ I-ის დისწული იყო.
როდესაც წამოიზარდა დედამ იგი განათლების მისაღებად კათოლიკე ეპისკოპოსს, იოზეფ ოტმარ როიკერს მიაბარა, რომლის გავლენითაც კარლ ლუდვიგს მთელი ცხოვრება ახასიათებდნენ, როგორც ფანატიკოსს.
უკვე 20 წლის ასაკიდან იგი პოლიტიკაშიც ერთვება. 1855 წელს ინსბრუკში მან უმასპინძლა გალიციური მთავრობის დეპუტატს, აგენორ რომოლდ გოლუჩოვსკის. მიუხედავად მისი მცდელობისა, რომ რაიმე სახის პოლიტიკური ძალაუფლება მოეპოვებინა, იგი გამუდმებით უფროსი ძმებისა და ბიძა-ბიძაშვილების ჩრდილში იყო. საბოლოოდ, 1861 წლის თებერვალში მან ხელოვნებისა და მეცნიერების აკადემია დააარსა, რომლის პრეზიდენტიც თავადვე გახდა.
1889 წელს, მას შემდეგ, რაც მისმა ძმისწულმა, კრონპრინცმა რუდოლფმა თავი მოიკლა, რომელსაც ვაჟებიც არ დარჩენია, როგორც უფროსი ძმა, კარლ ლუდვიგი თავისი ძმის, იმპერატორ ფრანც იოზეფ I-ის პირველი მემკვიდრე გახდა (ამ დროს მისი მეორე უფროსი ძმა, მაქსიმილიანი უკვე გარდაცვლილი იყო და შვილები არც მას დარჩენია). თუმცაღა, სულ მალე ერცჰერცოგმა კარლ ლუდვიგმა უარი თქვა ტახტის მემკვიდრეობაზე თავისი უფროსი ძის, ერცჰერცოგ ფრანც ფერდინანდის სასარგებლოდ. იგი გარდაიცვალა 1896 წლის 19 მაისს ვენაში, 62 წლის ასაკში. მისი გარდაცვალების მიზეზი ტიფი გახდა, რომელიც მას სავარაუდოდ პალესტინასა და ეგვიპტეში მოგზაურობის დროს შეეყარა.
ქორწინებები და შვილები
1856 წლის 4 ნოემბერს კარლ ლუდვიგმა დრეზდენში ცოლად შეირთო თავისი დეიდაშვილი, პრინცესა მარგარეტ საქსონიელი (1840-1858), მეფე იოჰანისა და დედოფალ ამალია ავგუსტა ბავარიელის ასული, თუმცა იგი 1858 წლის 15 სექტემბერს გარდაიცვალა, უშვილოდ.
ამის გამო 1862 წლის 16 ოქტომბერს რომში მარიონეტულად, ხოლო იმავე წლის 21 ოქტომბერს უკვე ვენეციაში პირადად დაიწერა ჯვარი პრინცესა მარია ანუნსიატა დე ბურბონ-სიცილიელზე (1843-1871), ორი სიცილიის მეფე ფერდინანდ II-ისა და დედოფალ მარია ტერეზია ავსტრიელის ქალიშვილზე, რომელთანაც შეეძინა ოთხი შვილი:
Franz Ferdinand, Archduke of Austria." Encyclopedia of World Biography. Vol. 29. Detroit: Gale, 2009. Gale Biography In Context. Web. 18 May 2012.
Wurzbach, Constantin, von, ed. (1860). "Habsburg, Franz Karl Joseph" . Biographisches Lexikon des Kaiserthums Oesterreich [Biographical Encyclopedia of the Austrian Empire] (in German). 6. p. 257
Hof- und Staats-Handbuch des Großherzogtum Baden (1876), "Großherzogliche Orden", p. 59
Jørgen Pedersen (2009). Riddere af Elefantordenen, 1559–2009 (in Danish). Syddansk Universitetsforlag. p. 472. ISBN 978-87-7674-434-2.