Han var yngre bror till Karl Emanuel IV av Sardinien och Viktor Emanuel I av Sardinien. Det var inte meningen att Karl Felix skulle bli kung men brodern Karl Emanuel hade inga barn och abdikerade 4 juni 1802. Viktor Emanuel hade fyra döttrar när han abdikerade 1821. Eftersom tronföljden styrdes av den Saliska lagen, så efterträdde Karl Felix sin broder på tronen.