Carlos de Austria nació en Valladolid, 8 de julio de 1545, falleciendo en Madrid el 24 de julio de 1568. Fue príncipe de Asturias desde 1560 hasta su muerte, en 1568. Caracterizado por su complexión débil y enfermiza, fue hijo de Felipe II y su primera esposa, la infanta María Manuela de Portugal.

La boda de sus padres fue pactada por su abuelo el emperador Carlos I con el propósito de obtener la cuantiosa dote de María Manuela de Portugal y la estabilidad política en la península. Sin embargo, la boda conllevaba riesgos, pues Felipe y María eran primos por partida doble.

Dos años después de la boda, cuando Felipe II contaba 18 años, nació Carlos, que quedó huérfano de madre a los cuatro días de nacer. Carlos se crió primero en compañía de sus tías y tras las bodas de estas con familiares cercanos, pues su padre no estuvo en España de 1548 a 1551 ni de 1554 a 1559. Según el cortesano Gramiz, el príncipe creció mimado y tenía comportamientos exagerados.

Siendo niño, se sabía que gozaba con asar liebres vivas y en una ocasión cegó a los caballos del establo real. A los once años hizo azotar a una muchacha para su sádica diversión.

En 1560 fue reconocido como heredero al trono por las Cortes de Castilla. Fue educado en la Universidad de Alcalá de Henares junto al medio hermano del Rey don Juan de Austria y Alejandro Farnesio. Tenía pocos intereses en el estudio y fue un gran reto enseñarle a leer y escribir.

Su delicado estado de salud, con fiebres persistentes, motivó que en 1561 los médicos de la corte recomendaran fijar su residencia en Alcalá de Henares, alejándose de los aires insalubres de Madrid. En 1562, en Alcalá, se cayó por las escaleras persiguiendo a una sirvienta, golpeándose en la cabeza; tras probar muchos tratamientos diferentes, incluyendo el acudir al curandero Pinterete y a poner a los pies de su cama la momia de fray Diego de Alcalá, finalmente Vesalio le realizó una trepanación, operación muy arriesgada que le traería secuelas, pues se acrecentó su crueldad y sus excentricidades. Su desarrollo físico también era deficiente, a causa de haber enfermado de malaria a los 11 años, lo que le provocó un desarrollo anómalo de la columna vertebral y las piernas, de modo que no podía caminar erguido y cojeaba.

Tras su recuperación y escuchar sus quejas, ya que Carlos echaba en cara a su padre numerosas veces la falta de confianza, Felipe II le nombró miembro del Consejo de Estado en 1564, un intento infructuoso por parte de su padre para que tomara contacto con el gobierno de la nación, ya que esto solo le enfureció aun más, puesto que sabía que el Consejo de Estado era solamente una órgano de consulta ya que todas las decisiones las tomaba realmente el monarca.

Felipe II pensó en casarlo con María Estuardo, un matrimonio arriesgado, pues suscitaría la enemistad de Francia, Inglaterra y posiblemente del Sacro Imperio Romano Germánico. Estas razones, unidas a la personalidad del príncipe, hicieron que Felipe II fuera enfriando las negociaciones. Por otro lado, Carlos quería gobernar los Países Bajos como su padre le prometió en 1559, pero la inestabilidad en aquellos territorios unido a la desconfianza del monarca hicieron que incumpliese dicha promesa, y de hecho ni siquiera le convocó para tratar la cuestión.

Viendo la poca credibilidad que le merecía a su padre, Carlos se desesperaba, sentimiento que se acrecentaba porque a su padre, que le había engendrado tan joven, todavía le quedaba mucho tiempo de reinado. El príncipe se burlaba del Rey, al que comparaba en sus titubeos con la figura de su abuelo el Emperador Carlos I. El príncipe llegó a aproximarse a la puerta de la cámara donde se estaba discutiendo la situación de los Países Bajos para espiar lo que allí se decía.

Uno de los líderes rebeldes en los Países Bajos, el conde de Egmont, tuvo contacto en Madrid con el príncipe Carlos en 1565, que estaba pensando en escapar a aquellas tierras. El príncipe le confió su plan al príncipe de Eboli, quien informó al rey. En 1566 el barón de Montigny, que llegó a Madrid representando a los rebeldes Egmont y Hornes, también tuvo contacto con el príncipe. Durante 1567 el príncipe cometió nuevos excesos, como mandar incendiar una casa desde la que se lanzaron unas aguas sucias que le mancharon, el intento público de apuñalar al duque de Alba, que había de partir hacia Flandes en su lugar, o arrojar por una ventana a un paje cuyo comportamiento le molestó y, en otra ocasión, lanzar a su guarda de joyas y ropa.

El duque de Alba puso en prisión más tarde a Hornes, y Montigny fue ejecutado tres años después. Don Carlos intentó otro plan para ir a los Países Bajos: pidió a su tío don Juan de Austria que le llevara a Italia, pero este le solicitó 24 horas para tomar la decisión y fue a informar al rey. Carlos, al enterarse de la traición, cargó una pistola y le mandó llamar de nuevo a sus aposentos, pero no pudo disparar debido a que uno de sus criados había descargado el arma antes. La furia del príncipe fue tal que agarró su mano y se abalanzó contra Juan, aunque este que le superaba en fuerza le inmovilizó. Además informó al prior del convento de Atocha de su deseo de matar al rey. Finalmente, Felipe II mandó el 18 de enero de 1568 encerrar a su hijo en sus aposentos sin recibir correspondencia y con limitada comunicación con el mundo exterior. Como el príncipe amenazó con quitarse la vida, Felipe II ordenó que no pudiese tener cuchillos ni tenedores. Al informar a la opinión pública, así como a los gobernantes de Europa, el Rey fue ambiguo, pues trató de justificarse sin revelar las faltas de Carlos. Esta falta de transparencia alimentaría los rumores y la propaganda negativa de sus enemigos, especialmente de Guillermo de Orange.

Cautivo, el príncipe trató de emprender una huelga de hambre, en la que fracasó. Esto, junto a su debilidad física, es la causa probable de su muerte, que acaeció el 24 de julio de 1568. Ha habido conjeturas sobre si Felipe II asesinó a su hijo mientras estaba detenido.