Koning Carl Gustaf is geboren op 30 april 1946 in het Zweedse Solna als zoon van prins Gustaf Adolf (1906-1947) en Sibylla van Saksen-Coburg en Gotha (1908-1978). Carl Gustaf heeft vier oudere zussen: Margaretha (1934), Birgitta (1937), Désirée (1938) en Christina (1943).

Op 7 juni 1946 wordt Carl Gustaf gedoopt. Als Carl Gustaf enkele maanden oud is overlijdt zijn vader bij een vliegtuigongeluk op de luchthaven van Kopenhagen. Op 15 september 1973 volgt hij op 27-jarige leeftijd zijn opa, koning Gustaf VI Adolf, op als koning van Zweden.

Carl Gustaf verlooft zich op 12 maart 1976 met Silvia Sommerlath. Drie maanden later, op 19 juni 1976, trouwt het paar in Storkyrkan, de oudste kerk van Stockholm. Het paar heeft drie kinderen: prinses Victoria (1977), prins Carl Philip (1979) en prinses Madeleine (1982).

Koning Carl Gustaf en koningin Silvia hebben acht kleinkinderen: prinses Estelle (2012), prinses Leonore (2014), prins Nicolas (2015), prins Oscar (2016), prins Alexander (2016), prins Gabriel (2017), prinses Adrienne (2018) en prins Julian (2021).