Geboren am 6. März 1823 als Sohn König Wilhelms I. und dessen dritter Frau Pauline.

König Karl übertrug die Leitung der Regierungsgeschäfte einem Mann seines Vertrauens, dem Rittergutsbesitzer und gelernten Juristen Karl Freiherr von Varnbühler (1809 - 1889).

Bei seinem Regierungsantritt 1864 erfüllte König Karl die Erwartungen der Liberalen. Die Presse- und Vereinsfreiheit wurde wieder hergestellt, Gewerbefreiheit und Freizügigkeit wurden garantiert. Die bestehenden Heiratsbeschränkungen für Arme wurde aufgehoben. Die Juden erhielten die vollen Staatsbürgerrechte.

Als Folge ihrer politischen Annäherung an Preußen einigten sich die süddeutschen Mittelstaaten im Februar 1867 darauf, ihr Heerwesen einheitlich zu regeln und die Heerverfassung der preußischen anzugleichen. Die Streitkräfte wurden erhöht. Auch Württemberg gestaltete sein Heer 1868 nach preußischem Muster.

1868 wird in Württemberg das allgemeine, gleiche und direkte Wahlrecht für die Abgeordneten der Zweiten Kammer eingeführt. Eine Steuerleistung wird nicht vorausgesetzt.

Königin Olga kümmerte sich mit großem Engagement um den sozialen Fortschritt in Württemberg. Zahlreiche Hilfs- und Unterstützungsorganisationen durften nicht nur auf ihre großzügige finanzielle Unterstützung, sondern auch auf ihre persönliche Zuwendung zählen.

Österreich hatte seine Verbündeten bei deren Gefechten mit preußischen Truppen nicht unterstützt. Dies nahm Karl Freiherr von Varnbüler zum Anlass, den Beitritt Württembergs zum Norddeutschen Bund anzubieten. Bismarck blieb jedoch zurückhaltend. Am 1. August 1866 schloss Württemberg mit Preußen einen Waffenstillstand.

Beim Vorfrieden von Nikolsburg (13. August) und Frieden von Prag (24. August) musste Württemberg den von Preußen dominierten Norddeutschen Bund vertraglich anerkennen und eine hohe Kriegsentschädigung (8 Millionen Gulden) an Preußen bezahlen. Außerdem sah sich König Karl gezwungen, der Auflösung des Deutschen Bundes zustimmen. Territoriale Verluste erlitt Württemberg nicht.

Nach dem Krieg von 1866 wurde die nationalliberale "Deutsche Partei" gegründet, deren Ziel der Beitritt Württembergs zum Norddeutschen Bund war. Maßgeblicher Mitbegründer und langjähriger Vorsitzender war Julius Hölder (1819 - 1887). Ihr stand die demokratische "Württembergische Volkspartei" gegenüber, die bereits 1864 aus der liberalen "Fortschrittspartei" hervorgegangen war. Die Volkspartei befürchtete, dass Preußen, gestützt auf seine militärische Macht, die bürgerlichen Freiheiten vernichten werde. Um einen von Preußen beherrschten Nationalstaat zu verhindern, schlossen sich Demokraten, Konservative und Vertreter des "großdeutsch" orientierten Katholizismus zu einer antipreußischen Allianz zusammen.

Württemberg schließt, wie auch die anderen süddeutschen Mittelstaaten, mit Preußen ein (zunächst geheimes) 'Schutz- und Trutzbündnis' ab. Im Kriegsfall sollte das württembergische Heer dem Oberbefehl des preußischen König unterstellt werden. Ein formeller Anschluss an den Norddeutschen Bund war wegen der drohenden Haltung Frankreichs zunächst nicht möglich.

Im 'Deutsch-Französischen Krieg 1870/71' trat Württemberg wie die übrigen süddeutschen Staaten - dem Bündnis folgend - an die Seite des von Preußen geführten Norddeutschen Bundes.

Am 25. November 1870 wurden in Berlin die Vereinbarungen über den Eintritt Württembergs in den Norddeutschen Bund unterzeichnet. Die Vertrag wurde im Dezember vom Reichstag des Norddeutschen Bundes und von den beiden württembergischen Kammern gebilligt.

Am 1. Januar 1871 wurde das Königreich Württemberg ein Bundesstaat des Deutschen Reiches. Der Krieg dauerte an. Erst am 28. Januar 1871 marschierte das deutsche Militär in Paris ein.